UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO EXPERIMIENTAL PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERA CIVIL
TEMA:
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO
DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
AUTOR:
JÉSSICA TATIANA FIALLOS CONDO
TUTOR:
ING. MG. GALO NÚÑEZ
Ambato – Ecuador
2016
II
CERTIFICACIÓN
Yo, Ing. Mg. Galo Núñez certifico que el presente Informe Final Experimental
“ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)” realizado por la
señorita Jéssica Tatiana Fiallos Condo egresada de la Facultad de Ingeniería Civil y
Mecánica Carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Técnica de Ambato, se
desarrolló bajo mi supervisión y tutoría siendo un trabajo elaborado de manera personal
e inédito.
Ing. Mg. Galo Núñez
TUTOR
III
AUTORÍA
Yo, Jéssica Tatiana Fiallos Condo, con CI. 180408407-5 Egresada de la Facultad de
Ingeniería Civil y Mecánica de la Universidad Técnica de Ambato, certifico por medio
de la presente que el trabajo con el tema:
“ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)” es de mi completa
autoría.
Jéssica Tatiana Fiallos Condo
AUTOR
IV
APROBACIÓN DE PROFESORES CALIFICADORES
Los suscritos profesores calificadores, una vez revisado aprueban el informe de
investigación, sobre el tema: “ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA
ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES
MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE
CALCIO (YESO)” de la egresada Jéssica Tatiana Fiallos Condo, de la carrera de
Ingeniería Civil, el mismo que guarda conformidad con las disposiciones reglamentarias
emitidas por el Centro de Estudios de Pregrado de la Facultad de Ingeniería Civil y
Mecánica de la Universidad Técnica de Ambato.
Para constancia firman
Ing. M.Sc. Lorena Pérez
Ing. Mg. Víctor Hugo Paredes
V
DERECHOS DE AUTOR
Autorizo a la Universidad Técnica de Ambato, para que haga de este Trabajo de
Titulación bajo la modalidad Trabajo Experimental o parte de él, un documento
disponible para su lectura, consulta y procesos de investigación según las normas de la
Institución.
Cedo los derechos en línea patrimoniales de mi Trabajo de Titulación bajo la modalidad
Trabajo Experimental con fines de difusión pública, además apruebo la reproducción de
este Trabajo de Titulación dentro de las regulaciones de la Universidad siempre y
cuando ésta reproducción no suponga una ganancia económica y se realice respetando
mis derechos de autor.
Ambato, 24 de Octubre 2016
AUTOR
Jéssica Tatiana Fiallos Condo
VI
DEDICATORIA
Al Señor de los Milagros, por guiar mi camino y brindarme la sabiduría para alcanzar
con amor, dedicación y esfuerzo mi meta.
A mis padres Mario y María que a través de su apoyo y amor supieron guiarme por el
camino adecuado, he hicieron de mí una mujer perseverante.
A Juan, que siempre estuvo conmigo en cada recorrido de mi carrera.
A mi hermano Mario y mi cuñada Andrea por brindarme su apoyo incondicional y
regalarme tantos momentos de alegría.
A mis sobrinos Sarita, David y Mario Josué por ser una inspiración diaria para el
cumplimiento de mi meta.
VII
AGRADECIMIENTO
A Dios por regalarme la oportunidad de estudiar y tener una familia espectacular.
A mi Madre por ser el motor que me impulsa cada día, ser la guía y mi ejemplo a seguir.
A mi padre porque a pesar de la distancia ha sido mi apoyo y mi fortaleza para mi
carrera.
A mi Sarita que es mi alegría y mi vida entera.
A esa persona especial que llego a mi vida para llenarme de felicidad.
A la Universidad Técnica de Ambato y a mi querida carrera de Ingeniería Civil por
brindarme los conocimientos para ser una gran profesional.
Al Ing. Mg. Galo Núñez por su apoyo en el desarrollo del tema experimental planteado.
VIII
ÍNDICE GENERAL DE CONTENIDOS
A. PÁGINAS PRELIMINARES
CERTIFICACIÓN ........................................................................................................ II
AUTORÍA ................................................................................................................... III
APROBACIÓN DE PROFESORES CALIFICADORES ............................................. IV
DERECHOS DE AUTOR ............................................................................................. V
DEDICATORIA .......................................................................................................... VI
AGRADECIMIENTO ............................................................................................... VII
RESUMEN EJECUTIVO ......................................................................................... XVI
b. TEXTO
CAPÍTULO I. ANTECEDENTES
1.1 TEMA .................................................................................................................. 2
1.2 ANTECEDENTES ............................................................................................... 2
1.3 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................. 3
1.4 OBJETIVOS ........................................................................................................ 4
1.4.1 Objetivo General ............................................................................................ 4
1.4.2 Objetivos Específicos ..................................................................................... 4
CAPÍTULO II. FUNDAMENTACIÓN
2.1 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ....................................................................... 5
2.1.1 LA MASA DEL SUELO Y SUS PROPIEDADES ......................................... 5
2.1.2 PROPIEDADES ÍNDICE DEL SUELO ......................................................... 6
2.1.2.1 Relación de Vacíos .................................................................................. 6
2.1.2.2 Porosidad ................................................................................................. 6
2.1.2.3 Grado de Saturación del Agua.................................................................. 7
IX
2.1.2.4 Grado de Saturación de Aire .................................................................... 7
2.1.2.5 Contenido de Humedad............................................................................ 7
2.1.2.6 Gravedad Específica ................................................................................ 8
2.1.2.7 Peso volumétrico ..................................................................................... 8
2.1.2.8 Peso volumétrico seco ............................................................................. 8
2.1.3 PLASTICIDAD DE LOS SUELOS FINOS ................................................... 9
2.1.3.1 Plasticidad ............................................................................................... 9
2.1.3.2 Estados de Consistencia ........................................................................... 9
2.1.3.3 Límite Líquido ....................................................................................... 10
2.1.3.4 Límite Plástico ....................................................................................... 10
2.1.3.5 Índice Plástico ....................................................................................... 10
2.1.3.6 Límite de Contracción ........................................................................... 11
2.1.3.7 Importancia de los Límites de Plasticidad .............................................. 11
2.1.4. PROPIEDADES TÉCNICAS DEL SUELOS .............................................. 11
2.1.4.1 Compactación de los Suelos ................................................................... 11
2.1.4.2 Relación de soporte de california (CBR) ................................................ 12
2.1.5 INVESTIGACIÓN DEL SUELO EN EL CAMPO ...................................... 12
2.1.5.1 Muestreo................................................................................................ 12
2.1.5.2 Muestras Alteradas ................................................................................ 12
2.1.5.3 Muestras Inalteradas .............................................................................. 13
2.1.5.4 Muestras Integrales ................................................................................ 13
2.1.5.5 Muestreo versus Ensayos ....................................................................... 13
2.1.6 TIPOS DE SONDEO ................................................................................... 13
2.1.6.2 Método de penetración cónica ................................................................ 14
2.1.7 ESTABILIZACIÓN DE SUELOS ............................................................... 14
2.1.7.1 Estabilización Química .......................................................................... 16
2.1.7.2 Estabilización con cal ............................................................................ 16
2.1.7.3 Estabilización con yeso .......................................................................... 16
2.1.7.4 Estabilización con cloruro de calcio ....................................................... 16
X
2.1.8 MATERIALES UTILIZADOS EN LA ESTABILIZACIÓN ........................ 17
2.1.8.2 Cal ......................................................................................................... 17
2.1.8.3 Cloruro de Calcio................................................................................... 17
2.2 Hipótesis ............................................................................................................ 18
2.3 Señalamiento de variables de la Hipótesis ........................................................... 18
2.3.1. Variable Independiente: .............................................................................. 18
2.3.2 Variable Dependiente: ................................................................................. 18
CAPÍTULO III. METODOLOGÍA
3.1 NIVEL O TIPO DE INVESTIGACIÓN ............................................................. 19
3.2 POBLACIÓN Y MUESTRA .............................................................................. 19
3.3 OPERACIÓN DE VARIABLES ........................................................................ 20
3.3.1 Variable independiente ................................................................................. 20
3.1.2 Variable Dependiente ................................................................................... 21
3.4 PLAN DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN ............................................. 21
3.5 PLAN DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS ................................................... 22
3.5.1 PLAN DE PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN ........................... 22
3.5.2. PLAN DE ANÁLISIS ................................................................................. 22
CAPÍTULO IV ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
4.1 Recolección de datos .......................................................................................... 23
4.1.1 Ensayos de Campo ....................................................................................... 23
4.1.2 Ensayos de Laboratorio ................................................................................ 29
4.1.3 Representación de propiedades índice .......................................................... 62
4.1.3.1 Estabilización Arcilla- Cal ..................................................................... 62
4.1.3.2 Estabilización Arcilla- Yeso................................................................... 66
4.1.3.3 Estabilización Arcilla – Cloruro de Calcio ............................................. 70
4.1.3.4 Carga Máxima y Admisible ................................................................... 74
XI
4.2. Análisis de Resultados ....................................................................................... 80
4.3. Verificación de Hipótesis ................................................................................... 83
CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES ............................................................................................. 86
5.2. RECOMENDACIONES ................................................................................... 89
C.- MATERIALES DE REFERENCIA
1 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................. 90
2. ANEXOS ............................................................................................................. 92
2.1. LOCALIZACIÓN DE LA MUESTRA .......................................................... 92
2.2 CÁLCULO DE LAS PROPIEDADES ÍNDICE .............................................. 94
2.2. ANEXO FOTOGRÁFICO ............................................................................. 98
XII
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla N° 1 Cono y Arena de Ottawa ....................................................................................... 24
Tabla N° 2 Penetración de Cono Estático ............................................................................... 26
Tabla N° 3 Penetración de Cono Dinámico .............................................................................. 27
Tabla N° 4 CBR-Muestras Inalteradas ..................................................................................... 28
Tabla N° 5 Próctor Modificado “D” ........................................................................................ 30
Tabla N° 6 Compactación (CBR) ............................................................................................ 31
Tabla N° 7 C.B.R. ................................................................................................................... 32
Tabla N° 8 Resistencia a Corte Muestra 1 ................................................................................ 33
Tabla N° 9 Resistencia a Corte Muestra 2 ................................................................................ 34
Tabla N° 10 Límite Líquido .................................................................................................... 36
Tabla N° 11 Límite Plástico .................................................................................................... 37
Tabla N° 12 Gravedad Específica de la Arcilla ........................................................................ 39
Tabla N° 13 Gravedad Específica de la Cal ............................................................................. 40
Tabla N° 14 Gravedad Específica del Yeso ............................................................................. 41
Tabla N° 15 Gravedad Específica del Cloruro de Calcio .......................................................... 42
Tabla N° 16 Contenido de Humedad ....................................................................................... 43
Tabla N° 17 Contenido de Humedad de Conjunto de Arcilla-Cal ............................................. 44
Tabla N° 18 Contenido de Humedad del Conjunto de Arcilla-Yeso ......................................... 45
Tabla N° 19 Contenido de Humedad del Conjunto Arcilla-Cloruro de Calcio .......................... 45
Tabla N° 20 Arcilla-Cal 5% (7días) ......................................................................................... 47
Tabla N° 21 Arcilla-Cal 10% (7días) ....................................................................................... 48
Tabla N° 22 Arcilla-Cal 15% (7días) ....................................................................................... 48
Tabla N° 23 Arcilla-Cal 5% (14días) ....................................................................................... 49
Tabla N° 24 Arcilla-Cal 10% (14días) ..................................................................................... 49
Tabla N° 25 Arcilla-Cal 15% (14días) ..................................................................................... 50
Tabla N° 26 Arcilla-Cal 5% (21días) ....................................................................................... 50
Tabla N° 27 Arcilla-Cal 10% (21días) ..................................................................................... 51
Tabla N° 28 Arcilla-Cal 15% (21días) ..................................................................................... 51
Tabla N° 29 Arcilla-Yeso 5% (7días) ...................................................................................... 52
Tabla N° 30 Arcilla-Yeso 10% (7días) .................................................................................... 52
Tabla N° 31 Arcilla-Yeso 15%(7días) ..................................................................................... 53
Tabla N° 32 Arcilla-Yeso 5%(14 días) .................................................................................... 53
Tabla N° 33 Arcilla-Yeso 10%(14 días) .................................................................................. 54
Tabla N° 34 Arcilla-Yeso 15%(14 días) .................................................................................. 54
Tabla N° 35 Arcilla-Yeso 5%(21 días) ................................................................................... 55
Tabla N° 36 Arcilla-Yeso 10%(21 días) .................................................................................. 55
Tabla N° 37 Arcilla-Yeso 15%(21 días) .................................................................................. 56
XIII
Tabla N° 38 Arcilla-Cloruro de Calcio 5%(7 días) ................................................................... 57
Tabla N° 39 Arcilla-Cloruro de Calcio 10%(7 días) ................................................................. 57
Tabla N° 40 Arcilla-Cloruro de Calcio 15%(7 días) ................................................................. 58
Tabla N° 41 Arcilla-Cloruro de Calcio 5%(14días) .................................................................. 58
Tabla N° 42 Arcilla-Cloruro de Calcio 10%(14días) ................................................................ 59
Tabla N° 43 Arcilla-Cloruro de Calcio 15%(14días) ................................................................ 59
Tabla N° 44 Arcilla-Cloruro de Calcio 5%(21 días) ................................................................. 60
Tabla N° 45 Arcilla-Cloruro de Calcio 10%(21 días) ............................................................... 60
Tabla N° 46 Arcilla-Cloruro de Calcio 15%(21 días) ............................................................... 61
Tabla N° 47 Primera variable para la correlación (arcilla – cal). .............................................. 80
Tabla N° 48 Segunda variable para la correlación (arcilla – yeso). ........................................... 80
Tabla N° 49 Tercera variable para la correlación (arcilla – cloruro de calcio). .......................... 81
Tabla N° 50 Coeficiente de correlación de la primera y segunda variable. ................................ 81
Tabla N° 51 Coeficiente de correlación de la primera y tercera variable. .................................. 82
Tabla N° 52 Interpretación de coeficiente de correlación (variable 1 y 2). ................................ 82
Tabla N° 53 Interpretación de coeficiente de correlación (variable 1 y 3). ................................ 83
XIV
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico N° 1 Fases del Suelo y Nomenclatura ........................................................................... 5
Gráfico N° 2 Estados de Consistencia ...................................................................................... 9
Gráfico N° 3 Curva de Escurrimiento ...................................................................................... 10
Gráfico N° 4 Curva de Compactación ...................................................................................... 11
Gráfico N° 5 Ensayo de Cono y Arena de Ottawa .................................................................... 24
Gráfico N° 6 Penetración de Cono Estático ............................................................................. 25
Gráfico N° 7 Penetración de Cono Dinámico ........................................................................... 27
Gráfico N° 8 Ensayo de Próctor Modificado ........................................................................... 29
Gráfico N° 9 Materiales del ensayo de Límites de Atterberg .................................................... 35
Gráfico N° 10 Ensayo de Límite Líquido ................................................................................ 35
Gráfico N° 11 Rollo de Muestra .............................................................................................. 37
Gráfico N° 12 Picnómetro más cal .......................................................................................... 38
Gráfico N° 13 Llenado hasta la marca de aforo ........................................................................ 38
Gráfico N° 14 Muestra para contenido de humedad ................................................................. 43
Gráfico N° 15 Mezcla de los materiales ................................................................................... 46
Gráfico N° 16 Compactación de la mezcla.............................................................................. 46
Gráfico N° 17 Compactación de la mezcla .............................................................................. 47
Gráfico N° 18 Bloques en curado ............................................................................................ 47
Gráfico N° 19 Contenido de Humedad vs % Cal...................................................................... 62
Gráfico N° 20 Densidad de la Masa vs % Cal .......................................................................... 63
Gráfico N° 21 Densidad Seca vs % Cal ................................................................................... 63
Gráfico N° 22 Relación de Vacíos vs % Cal ............................................................................ 64
Gráfico N° 23 Porosidad vs % Cal........................................................................................... 64
Gráfico N° 24 Grado de Saturación de Agua vs % Cal ............................................................. 65
Gráfico N° 25 Grado de Saturación de Aire vs % Cal .............................................................. 65
Gráfico N° 26 Contenido de Humedad vs % Yeso ................................................................... 66
Gráfico N° 27 Densidad de la Masa vs % Yeso ....................................................................... 67
Gráfico N° 28 Densidad Seca vs % Yeso ................................................................................. 67
Gráfico N° 29 Relación de Vacíos vs % Yeso .......................................................................... 68
Gráfico N° 30 Porosidad vs % Yeso ........................................................................................ 68
Gráfico N° 31 Grado de Saturación de Agua vs % Yeso .......................................................... 69
Gráfico N° 32 Grado de Saturación de Aire vs % Yeso ............................................................ 69
Gráfico N° 33 Contenido de Humedad vs % Cloruro de Calcio................................................ 70
Gráfico N° 34 Densidad de la Masa vs % CaCl2 ...................................................................... 71
Gráfico N° 35 Densidad Seca vs % CaCl2 ............................................................................... 71
Gráfico N° 36 Relación de Vacíos vs % CaCl2 ........................................................................ 72
Gráfico N° 37 Porosidad vs % CaCl2 ....................................................................................... 72
XV
Gráfico N° 38 Grado de Saturación de Agua vs % CaCl2 ......................................................... 73
Gráfico N° 39 Grado de Saturación de Aire vs % CaCl2 .......................................................... 73
Gráfico N° 40 Carga Máxima vs % Cal ................................................................................... 74
Gráfico N° 41 Carga Máxima vs % Yeso ................................................................................ 75
Gráfico N° 42 Carga Máxima vs % Cloruro de Calcio ............................................................. 76
Gráfico N° 43 Carga Admisible vs % Cal ................................................................................ 77
Gráfico N° 44 Carga Admisible vs % Yeso ............................................................................. 78
Gráfico N° 45 Carga Admisible vs % Cloruro de Calcio .......................................................... 79
XVI
RESUMEN EJECUTIVO
TEMA: “ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO
DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)”.
AUTOR: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
TUTOR: Ing. Mg. Galo Núñez
FECHA: Octubre 2016
El presente trabajo experimental tiene como finalidad manifestar los resultados
obtenidos de un estudio de estabilización de un suelo cohesivo (arcilla), por tres métodos
químicos: cal, cloruro de calcio y sulfato de calcio (yeso).
Se obtuvo la muestra de arcilla de la ciudad del Puyo, para determinar las propiedades
índice y técnicas del suelo, se realizó el sondeo por medio de una calicata, de la cual se
extrajo tres muestras inalteradas de arcilla; así como el ensayo de cono y arena de
Ottawa bajo la norma AASHTO T-205, ASTM D- 2167 y los ensayos de penetración
de cono estático y dinámico con la norma AASHTO-T49-93.
Fueron ejecutados los ensayos de laboratorio posterior a la pulverización de la muestra,
se desarrolló los ensayos de Límites de Atterberg para la identificación del suelo, bajo el
sistema unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Se analizó el valor de CBR que se
obtuvo después de realizar el ensayo de próctor modificado donde se determinó el
contenido óptimo y la densidad máxima con la norma AASHTO T180.
Se procede a ejecutar bloques con las mezclas del suelo más el componente químico a
diferentes porcentajes 5% ,10% y 15%, es decir arcilla-cal, arcilla cloruro de calcio y
arcilla-sulfato de calcio (yeso). Los bloques (muestras) se dejan en curado 7, 14 y 21
días respectivamente, para luego proceder con el ensayo a compresión, donde se
determina la resistencia máxima de cada estabilización. Alcanzado así los resultados del
trabajo experimental los cuales se detallan en tablas y gráficas.
1
EXECUTIVE SUMMARY
THEME: “COMPARATIVE ANALYSIS OF THE COHESIVE SOIL
STABILIZATION (CLAYISH) BY THREE CHEMICAL METHODS LIME,
CALCIUM CHLORIDE AND CALCIUM SULFATE (PLASTER)”.
AUTHOR: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
TUTOR: Ing. Mg. Galo Núñez
DATE: October 2016
This experimental project takes as a purpose to show the obtained results of a study of
stabilization of a cohesive soil (clay), by three chemical methods lime, calcium chloride
and calcium sulfate (plaster).
There was obtained the sample of clay of the Puyo city, to determine the index
properties and skills of the soil, the probe was realized by means of a hole, from which
three unaltered clay samples were extracted; as well as the cone essay and Ottawa´s sand
under the norm AASHTO T-205, ASTM D - 2167 and the penetration essays of static
and dynamic cone by norm AASHTO-T49-93.
There were executed the laboratory essays later to the pulverization of the sample, one
developed the Limits of Atterberg´s essays for the identification of the soil, under the
unified system of Classification of Soils (SUCS). There was analyzed the CBR´s
outcome that was obtained after realizing the proctor test modified where there decided
the ideal content and the maximum density by norm AASHTO T180.
One proceeds to execute blocks with the miscellanies of the soil and the chemical
component to different percentages 5 %, 10 % and 15 %, that is to say clay - lime, clay
calcium chloride and clay – calcium sulfate (plaster). The blocks (samples) are left in
treated 7, 14 and 21 days respectively, then to proceed with the compression essay to,
where the maximum resistance of each stabilization decides. Reached as like that the
results of the experimental project which are detailed in excel table and graphs.
2
CAPÍTULO I
ANTECEDENTES
1.1 TEMA
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO
DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
1.2 ANTECEDENTES
La infraestructura vial forma un rol importante en la sociedad debido al uso que
presenta como soporte de comunicación de un lugar a otro, tanto para la movilización de
personas y bienes, por ende genera el desarrollo de una ciudad , región y de un país en
lo económico , político y cultural. Por consiguiente, el estado de las vías es un aspecto
importante con relación al crecimiento de la productividad y de calidad de vida de los
habitantes del sitio.
Ecuador en la actualidad vive un gran avance en la parte vial, por lo que ha
evolucionado para el progreso dinámico del país; el conjunto de carreteras y caminos se
le conoce como la Red Vial Nacional y está conformada por la red vial estatal,
provincial y cantonal; las cuales son de uso importante para los pobladores y por ello el
mantenimiento de las mismas se lo debe realizar de forma periódica, ya que debido a la
ausencia de materiales adecuados para la construcción de estructuras de pavimento se
deterioran o desgastan con el uso continuo. Por ello se ha incrementado la importancia
de realizar un mejoramiento en las vías mediante procesos químicos, es decir, a través de
estabilización de suelos. Las bases, subrasantes deben tener una mejor condición tanto
en la duración y en el soporte así como en favorables costos de mantención.
Este proyecto se presenta con el fin de generar alternativas de estabilización de suelos
para la subrasante mediante el uso de métodos químicos, el cual trata adicionar
3
pequeños porcentajes de compuestos químicos que forman reacciones físico-químicas
desarrollando resultados favorables.
1.3 JUSTIFICACIÓN
A través de los años se ha venido realizando estabilización de suelos alrededor del
mundo con el objetivo de lograr una mayor durabilidad de los materiales que componen
la estructura del pavimento, para así lograr mayor capacidad de soporte y más resistencia
a los agentes atmosféricos en cada una de las capas correspondientes. [1]
La cal se ha venido usando como un agente estabilizador químico a lo largo de la
historia, pero los estudios científicos que se han realizado sobre su empleo muestran que
al utilizar como estabilizador de suelos genera resistencia y estabilidad a largo plazo.
Mediante la cal se puede obtener una capa de mayor valor estructural así como
estabilizar un suelo fino permanente para una subrasante. [2]
El cloruro de calcio se usaba como paliativo de polvo al inicio del siglo actual; sin
embargo se observó que beneficia la estabilidad en la carretera y aumenta la densidad al
compactar con la adición del mismo. En Estados Unidos existe un número incalculable
de carreteras y calles usando cloruro de calcio como estabilizador de suelos debido a sus
beneficios.[3]
El sulfato de calcio conocido como yeso se encuentra en grandes cantidades en algunos
países, ya sea como yeso natural o como un subproducto industrial, por ende este es más
económico que el cemento o la cal. El yeso se ha usado para acelerar el fraguado en
mezclas de suelo-cemento como aditivo [4]. Al estabilizar con yeso se obtienen ventajas
como: poca contracción, apariencia lisa y alta resistencia mecánica. Además, el yeso se
aglomera bien con las fibras. [5]
En nuestro país existe una gran cantidad de carreteras, las cuales con el uso continuo se
van deteriorando, por consiguiente, el mantenimiento de las mismas es importante
debido al soporte de comunicación que éstas brindan; por ende es indispensable efectuar
una estabilización de suelos de la subrasante, para así mejorar su resistencia. En el país
ciertas regiones poseen suelos arcillosos, los cuales se han venido estabilizando con cal,
4
debido a que es la estabilización química más común puesto que puede disminuir su
permeabilidad y aumentar su capacidad de soporte; pero en vista de que existen otros
métodos químicos de estabilización que no se han realizado en el país, se plantea otras
alternativas como: estabilización con cloruro de calcio y sulfato de calcio (yeso).
Lo esencial del tema planteado es efectuar un análisis comparativo de los resultados de
los tres métodos químicos de estabilización de suelo arcilloso.
Este proyecto es factible, ya que se cuenta con las herramientas necesarias y con fuentes
bibliográficas para realizar la investigación de los tres métodos químicos de
estabilización.
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo General
Analizar y comparar el comportamiento de un suelo arcilloso estabilizado con tres
componentes químicos: Cal, Cloruro de Calcio y Sulfato de Calcio (Yeso)
1.4.2 Objetivos Específicos
Conocer las propiedades índice del suelo natural (contenido de humedad,
gravedad específica, peso específico, límites plásticos)
Conocer las propiedades técnicas del suelo natural, con cal, cloruro de calcio y
sulfato de calcio (yeso).
Buscar un porcentaje óptimo de cal, cloruro de calcio y sulfato de calcio (yeso) a
utilizar en la estabilización de cada mezcla de bloque.
Analizar comparativamente los resultados de las propiedades y resistencia del
suelo con los tres métodos químicos de estabilización.
5
CAPÍTULO II
2.1 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
2.1.1 LA MASA DEL SUELO Y SUS PROPIEDADES
Los suelos están compuestos de tres fases, sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida
contiene partículas, mientras que la líquida la presencia de agua y la gaseosa de aire. Las
tres fases presentan un volumen, por ende tiene un determinado peso, con relación al
total de una muestra. Por consiguiente las relaciones volumétricas se dan por el peso de
las tres fases del suelo y por el volumen que éstas ocupan.
Estas relaciones son de gran uso en la mecánica de suelos, debido a que mediante éstas
se determinan ciertas propiedades del suelo con la aplicación adecuada de sus teorías.
Gráfico N° 1 Fases del Suelo y Nomenclatura
6
Nomenclatura
Vm: volumen de la masa Wm: Peso de la masa
Vs: volumen de sólidos Wa: Peso del aire
Vv: volumen de vacíos Wω: Peso del agua
Va: volumen de aire Ws: Peso de sólidos
Vω: volumen de agua
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I.
2.1.2 PROPIEDADES ÍNDICE DEL SUELO
2.1.2.1 Relación de Vacíos
Es la relación que existe entre el volumen de vacíos con referente al volumen de los
sólidos, cuando la relación de vacíos da valores altos quiere decir que el suelo esta
suelto, y si genera valores bajos quiere decir que el suelo está muy compactado.
Ecuación N°1: Relación de Vacíos
e
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I.
2.1.2.2 Porosidad
Son espacios de diferente tamaño que se presenta entre los granos del suelo. Cuando
existe un bajo porcentaje de porosidad, es debido a que el suelo se encuentra
consolidado o densificado y si tiene un alto porcentaje de porosidad, el suelo es
altamente compresible.
Ecuación N°2: Porosidad
n
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I.
7
2.1.2.3 Grado de Saturación del Agua
La saturación no es más que los vacíos del suelo, que se encuentren completamente
llenos de agua, la sobresaturación es el exceso de agua en el suelo, es decir que las
partículas se hallan en suspensión. En grado de saturación del agua se lo expresa en
porcentaje, cuando es 0% significa que el suelo se encuentra seco y 100% el suelo está
totalmente saturado. Es la relación del volumen de agua con respecto al volumen de
vacíos.
Ecuación N°3: Grado de Saturación del Agua
Gω
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I
2.1.2.4 Grado de Saturación de Aire
Es la relación que existe entre el volumen de aire con respecto al volumen de vacíos, se
lo expresa en porcentaje. En el suelo saturado, los vacíos se encuentran llenos por agua,
por ende el grado de saturación de aire es cero, mientras que en el suelo seco se halla un
porcentaje de cien por ciento de aire.
Ecuación N°4: Grado de Saturación del Agua
Ga
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I
2.1.2.5 Contenido de Humedad
Es la cantidad de agua que se presenta en el suelo, la cual puede determinar si un suelo
se encuentra saturado o seco. Se expresa en porcentaje, la relación del peso del agua
contenida y el peso de su fase sólida. Éste puede variar dependiendo de las condiciones
de humedad del sitio de donde se obtenga la muestra.
8
Ecuación N°5: Grado de Saturación del Agua
Ω
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I
2.1.2.6 Gravedad Específica
La gravedad específica es la relación que está entre, el peso unitario del material con el
peso unitario de agua destilada a 4 grados centígrados; es adimensional y coincide con la
densidad.
Ecuación N°6: Gravedad Específica
Gs
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I
2.1.2.7 Peso volumétrico
El peso específico de la masa de suelo, es la relación que existe entre el peso de la masa
de suelo con el volumen que ocupa.
Ecuación N°7: Gravedad Específica
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I
2.1.2.8 Peso volumétrico seco
Conocida como densidad seca, se obtiene al introducir la muestra de suelo en el horno.
Ecuación N°8: Gravedad Específica
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I
9
Para obtener los valores de las relaciones fundamentales o propiedades índice, la
densidad de campo se determina a través del ensayo de Cono y Arena de Ottawa bajo las
normas AASHTO T-205, ASTM D- 2167.
2.1.3 PLASTICIDAD DE LOS SUELOS FINOS
2.1.3.1 Plasticidad
Se entiende como plasticidad a la propiedad que tiene un material de soportar
deformaciones rápidas sin agrietarse. Las arcillas poseen esta propiedad en grado
variado. Para medir la plasticidad en un suelo se utilizan los Límites de Atterberg quien
separa en cuatro estados de consistencia.
2.1.3.2 Estados de Consistencia
Es la cantidad de humedad que presenta en una masa de suelo, si la humedad se
incrementa, el suelo tiende ablandarse hasta ser líquido y por el contrario al no existir
agua el suelo se endurece.
Según la variedad de humedad de un suelo puede ser plástico y se encontrará en
cualquiera de los siguientes estados de consistencia.
Gráfico N° 2 Estados de Consistencia
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I.
Se establece que por el cambio de humedad se alteran las propiedades mecánicas de las
arcillas.
10
2.1.3.3 Límite Líquido
Se define como el contenido de humedad del suelo expresado en porcentaje, en relación
al peso seco de la muestra en el horno. Se indica como la frontera entre el estado
semilíquido y plástico. El límite líquido se lo determina en el laboratorio para así obtener
la curva de escurrimiento.
Gráfico N° 3 Curva de Escurrimiento
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I.
La curva de escurrimiento es la relación del contenido de humedad y el número de
golpes, la escala logarítmica expresa el número de golpes y la aritmética el contenido de
humedad.
2.1.3.4 Límite Plástico
Se establece como el contenido de humedad expresado en porcentaje, con respecto a la
muestra secada en el horno, cuando los suelos cohesivos pasan de un estado semisólido a
un estado plástico.
2.1.3.5 Índice Plástico
El índice plástico de un suelo cohesivo, se determina con la diferencia del límite líquido
y el límite plástico.
Ecuación N°9: Índice Plástico
Ip
Ip
Fuente.- F. Mantilla, Mecánica de Suelos I.
11
Para determinar los límites de Altterberg, se utiliza el ensayo de límites de plasticidad y
líquido; que está bajo las normas: AASHTO T-90-70, ASTM D-424-59-74, INEN 691-
692.
2.1.3.6 Límite de Contracción
Se lo define como el porcentaje de humedad por debajo del cual no se genera reducción
adicional del volumen de la muestra. Se encuentra entre la frontera del estado semisólido
y sólido. Para suelos finos, el cambio de volumen se producirá por encima de la
humedad correspondiente al límite de contracción.
2.1.3.7 Importancia de los Límites de Plasticidad
El dato del límite líquido e índice plástico es indispensable obtenerlo, debido a que éste
permite diferenciar los suelos limosos de los arcillosos, como el de identificar si son
suelos de alta o baja plasticidad, por ende si son de alta o baja compresibilidad.
2.1.4. PROPIEDADES TÉCNICAS DEL SUELOS
2.1.4.1 Compactación de los Suelos
Es la densificación del suelo por remoción de aire, por lo que necesita energía mecánica.
Se establece que la compactación, es un proceso que al aplicar energía a un suelo se
logra eliminar los espacios vacíos, por ende aumenta su densidad y capacidad portante
como el mejoramiento artificial de las propiedades índice y mecánicas del suelo.
Gráfico N° 4 Curva de Compactación
Fuente.- UNH, Mecánica de Suelos I.
12
Se lo representa en una gráfica de la densidad con relación a la humedad óptima de la
muestra. Para el ensayo de compactación se utiliza el PRÓCTOR MODIFICADO con la
norma AASHTO – 180.
2.1.4.2 Relación de soporte de california (CBR)
El CBR consiste en medir la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo bajo
condiciones de humedad y densidad controladas, este ensayo permite conocer un
porcentaje de capacidad de soporte.
Ecuación N°10. Relación d soporte de california
Fuente: J. Sanz, Mecánica de Suelos
2.1.5 INVESTIGACIÓN DEL SUELO EN EL CAMPO
En la recolección de muestras es importante el conocimiento de los materiales y suelos,
así como el criterio para la selección del sitio de donde se extraerá el suelo, y la facilidad
del transporte de las mismas. Las muestras se caracterizan por ser representativas para
los correspondientes ensayos, con el fin de obtener resultados satisfactorios. Existen tres
tipos de muestras la cuales son: Alteradas, Inalteradas e Integrales.
2.1.5.1 Muestreo
Es la obtención de una porción del material, que se va utilizar en la construcción o como
material parte de la misma, de tal forma que las características sean las adecuadas y
representativas para su correspondiente uso.
2.1.5.2 Muestras Alteradas
Se consideran muestras alteradas, al suelo extraído que conserva su mineralogía pero no
conserva su estructura original del terreno. Son muestras representativas que se las
utilizan para la construcción de terraplenes así como para estabilizaciones.
13
2.1.5.3 Muestras Inalteradas
Son muestras que al ser extraídas conservan su estructura original, así como su
mineralogía y condiciones de humedad. Son muestras representativas las cuales se las
utilizan para conocer la estabilidad del terreno como la capacidad de soporte del terreno.
2.1.5.4 Muestras Integrales
Son muestras que se deben obtener obligatoriamente para los estudios de suelos en un
diseño de una súper estructura.
2.1.5.5 Muestreo versus Ensayos
Tanto el muestreo como los ensayos son actividades que están ligadas ya que el
muestreo está regido por los requerimiento impuestos por las pruebas del laboratorio, así
como los ensayos están definidos según la naturaleza de los problemas, que se puedan
dar en el material para la construcción. Por ende son necesarios los dos tipos de sondeos
Preliminares y Definitivos.
2.1.6 TIPOS DE SONDEO
2.1.6.1 Métodos exploratorios - Pozos a cielo abierto (PCA)
Este método consiste en realizar una excavación de un pozo de dimensiones suficientes,
para que un técnico pueda bajar a examinar detalladamente los diferentes estratos del
suelo en su estado natural, así como las condiciones precisas sobre la orientación de las
partículas, el nivel freático, contenido natural de humedad y para la extracción de
muestras alteras e inalteradas.
Para la toma de muestras alteradas, se debe proteger contra la pérdida de humedad que
esta muestra pueda obtener al momento de ser extraída, se la debe colocar en frascos o
bolsas emparafinadas.
Para la toma de muestras inalteradas, se debe tomar las precauciones necesarias para
que esta muestra conserve las condiciones del sitio, se debe tallar un bloque que
sobresalga del fondo, en lugar de extraer del propio fondo o de las paredes del pozo, ya
que estos lugares se encuentran con suelo alterado de la excavación. Bajo la norma
INEN-687.
14
La muestra se la debe tallar con la herramienta cortante de manera que forme una figura
geométrica del tamaño adecuado, al usar muestreadores metálicos, se debe tallar menos
que el muestreador para que este se introduzca con su propio peso. Para el transporte de
las muestras se lo debe realizar en cajas de madera para que permanezcan con las
condiciones del sitio extraído.
2.1.6.2 Método de penetración cónica
Este método consiste en penetrar una punta cónica en el suelo, para poder medir la
resistencia que ofrece dicho suelo. Dependiendo del procedimiento para hincar los conos
en el terreno existen dos métodos; penetrómetro estático y dinámico.
Penetración de Cono Estático
Se puede considerar como método Americano, consiste en hincar a presión una
herramienta con punta cónica, plasmando la energía con la que se hinca, por medio de
gatos hidráulicos los cuales generan la fuerza necesaria para profundizar en el terreno.
Se lo utiliza para suelos blandos como granulares y cohesivos.
Penetración de Cono Dinámico
El método consiste en hincar el penetrómetro mediante un peso determinado que cae de
una altura ya establecida contar el número de golpes requerido. INEN-689
2.1.7 ESTABILIZACIÓN DE SUELOS
La estabilización de un suelo se da, cuando éste no presenta las condiciones para ser
considerado como un suelo estable. Es un proceso en el cual se pretende el
mejoramiento de las características y propiedades del suelo natural seleccionado,
realizando un tratamiento de modo que se logre que el suelo sea estable y capaz de
soportar los agentes climáticos y los efectos del tránsito.
Para la realización de una estabilización de suelos se debe realizar un diagnóstico de las
propiedades del suelo natural para analizar la efectividad al ser estabilizado, así como la
variable económica para la construcción.
Para conseguir el mejoramiento de un suelo se debe incrementar los siguientes aspectos:
15
La resistencia a corte
La capacidad de carga
La capacidad de soporte
Se debe disminuir los siguientes parámetros
La compresibilidad
La absorción de agua
El objetivo de una estabilización, es el de mejorar la calidad del suelo, así como evitar
hundimientos o asentamientos; y optimizar las siguientes propiedades:
La humedad cuando está en relación directa con el suelo fino, genera pérdida de
estabilidad y cohesión en el suelo, por ende se debe lograr la humedad óptima ya
que es el punto donde se balancea la estabilidad con la inestabilidad.
Mediante la compactación se logra mejorar la calidad de suelo, debido al
incremento de energía, que se da en el ensayo, así como se logra la densidad
máxima y la humedad óptima.
La permeabilidad deberá ser la mínima, si existe una graduación correcta
permitirá que el suelo permanezca impermeable en las capas de soporte de un
pavimento.
En la resistencia a corte se modificará el ángulo de fricción interna en las
partículas finas y la cohesión del suelo lo que permite la se mejore la resistencia
a corte.
Mediante la compactación y la energía que se emplea en ella los suelos puede
volverse indeformables o deformarse menos.
Tipos de Estabilización
Estabilización mecánica
Estabilización física
Estabilización química
16
Estabilización por adición de aglutinantes
2.1.7.1 Estabilización Química
Consiste en la aplicación de un producto químico denominado estabilizador químico,
que se debe mezclar con el suelo natural de una manera homogénea, de acuerdo a las
normas establecidas. El objetivo del estabilizador químico de mejorar las propiedades y
condiciones del suelo tanto en la etapa de construcción como de servicio.
2.1.7.2 Estabilización con cal
La estabilización con cal es usada para suelos arcillosos, ya que transforma los suelos
inestables en materiales que se pueden utilizar, generando estabilidad a largo plazo y
resistencia de una manera permanente, en especial sobre la acción del agua.
En una subrasante o subbase, la cal puede estabilizar a un suelo fino de una manera
intacta, para establecer una capa con un valor estructural significativo.
2.1.7.3 Estabilización con yeso
La estabilización con yeso ayuda a que exista poca contracción, así como a lograr una
resistencia alta, al realizar la mezcla con el suelo no necesita periodos largos de curado,
porque se endurece rápidamente con el agua el yeso. También sirve como apoyo de
aditivo para acelerar el fraguado en las mezclas de suelo-cemento, es un estabilizador
químico económico en el área de la construcción.
2.1.7.4 Estabilización con cloruro de calcio
La estabilización con cloruro de calcio abarca una serie de beneficios tanto en
construcción de las capas de subbase y base de carreteras y autopistas, es usado
comúnmente en Estados unidos en diversos lugares, debido a que es económico. Al
estabilizar con cloruro de calcio se originan cambios que suelen ser a veces intangibles
pero es de gran ayuda en los pavimentos.
Al usar el cloruro de calcio como un agente estabilizador se aumenta la densidad
máxima en el momento de la compactación, así como el mantener una humedad acorde.
17
2.1.8 MATERIALES UTILIZADOS EN LA ESTABILIZACIÓN
2.1.8.1 Arcilla
Es un material cuyas partículas tienes un diámetro menor a 0,002 mm y se originan por
la agregación de silicatos de aluminio, procedidos por la descomposición o alteración
química y física de minerales y rocas. Al estar en contacto con agua tiene la propiedad
de volverse plástica y con el calor se deshidrata y se endurece.
2.1.8.2 Cal
Es una sustancia de color blanco originada debido a la calcinación de las rocas calizas;
cuando está sin contacto con el agua se conoce como cal viva (óxido de calcio) y con
presencia de agua cal apagada (hidróxido de calcio).
Composición Química:
Cal viva: CaO
Cal apagada: Ca (OH)2
2.1.8.3 Cloruro de Calcio
Es una sustancia de color blanco se presenta en gránulos y se le considera inodora ya
que ésta se disuelve fácilmente en el agua. Químicamente es una sal que está compuesta
por una molécula de calcio y dos moléculas de cloruro.
Composición Química:
Cloruro de calcio: CaCl2
18
2.1.8.4 Yeso
Es un material utilizado en la construcción de color blanco que se obtiene de una piedra
llamada aljez, se presenta como una sustancia terrosa y es conocido químicamente como
sulfato de calcio; éste se deshidrata con la presencia de fuego y se endurece con el
contacto de agua
Composición Química:
Yeso: CaSO4·2H2O
2.2 Hipótesis
La estabilización del suelo arcilloso con cal, yeso y cloruro de calcio y su incidencia en
su comportamiento y resistencia.
2.3 Señalamiento de variables de la Hipótesis
2.3.1. Variable Independiente:
La estabilización del suelo arcilloso con cal, yeso y cloruro de calcio.
2.3.2 Variable Dependiente:
El comportamiento y su resistencia.
19
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1 NIVEL O TIPO DE INVESTIGACIÓN
INVESTIGACIÓN EXPLORATORIA
Se establece que la investigación es exploratoria, ya que estabilizaciones de suelos con
los productos mencionados anteriormente no se han usado en nuestro medio, la finalidad
es alcanzar una resistencia máxima mediante el uso de estos componentes químicos.
INVESTIGACIÓN DE LABORATORIO
Se considera que la investigación es de laboratorio debido a que, se requieren elaborar
bloques (muestras) del suelo natural con cada uno de los componentes químicos los
cuales son: cal, cloruro de calcio y sulfato de calcio (yeso), para luego ser ensayados.
INVESTIGACIÓN EXPERIMENTAL
La investigación es experimental ya que se van a realizar bloques (muestras) por los tres
métodos químicos, en el laboratorio utilizando diferentes porcentajes con el fin de lograr
la resistencia máxima de la muestra, con los resultados obtenidos se concluirá el uso del
trabajo realizado.
3.2 POBLACIÓN Y MUESTRA
Este trabajo experimental tiene como objeto realizar bloques de suelo arcilloso con cada
uno de sus componentes químicos, por consiguiente, la población está delimitada por el
suelo a analizarse el cual se extrajo de la ciudad del Puyo (168161,00m E, 9834096,00m
S), capital de la provincia de Pastaza. La muestra se basará en la especificaciones
generales del MTOP; con el propósito que se obtengan los resultados requeridos los
ensayos estarán bajo las normas ASTM, AASHTO e INEN, se realizarán bloques de
20
suelo arcilloso por los tres métodos químicos con diferentes porcentajes (5%,10%,15%),
los cuales serán ensayados a los 7, 14, 21 días respectivamente. A través de esto se
conocerá la reacción de los estabilizadores químicos al ensayar la muestra, y obtener la
resistencia máxima.
3.3 OPERACIÓN DE VARIABLES
3.3.1 Variable independiente
La estabilización del suelo arcilloso con cal, yeso y cloruro de calcio
Concepto Categoría Indicador Ítems Técnicas e
instrumentos
La estabilización de
un suelo cohesivo
(arcilloso) con tres
estabilizadores
químicos: cal,
cloruro de calcio y
yeso; es la mezcla
del suelo natural,
agua y el
componente, con el
fin de analizar y
comparar su
comportamiento y
resistencia
alcanzada.
Arcilla
-Por sus
propiedades
-Según sus
características
¿Qué ensayos se
debe realizar?
¿Qué normas
reglamentan los
ensayos?
-Laboratorio
-Normas:
AASHTO
ASTM
INEM
Cal
-Según su uso
- Cantidad
- Por su calidad
¿Cuál es su
aplicación
ingenieril?
¿Cuáles son las
características en
una estabilización
de suelos?
¿Cuál es el
porcentaje
óptimo en una
estabilización de
suelos?
-Investigación
bibliográfica
-Investigación
Experimental
-Ensayos de
laboratorio
-Interpretación
de resultados
-Normas:
AASHTO
ASTM
INEM
Cloruro
de Calcio
Sulfato de
Calcio
Cuadro 1: Operación de Variable Independiente.
21
3.1.2 Variable Dependiente
El comportamiento y su resistencia
Concepto Categoría Indicador Ítems Técnicas e
instrumentación
Se realiza bloques
(muestras)
estandarizados de
arcilla más el
componente químico
correspondiente, se
determina la
resistencia máxima a
compresión ; que es la
carga axial de
compresión alcanzada
por la sección del
bloque (muestra)
antes de la falla.
Calidad del
Bloque más
su
estabilizador
químico
Calidad de la
mezcla
-¿Cuál es la
calidad del
bloque?
-Laboratorio
- Bibliografía
-Normas.
AASHTO
ASTM
INEN
Ensayo de
comprensión
Resistencia a
compresión
(máxima)
¿Qué normas
reglamentan
los ensayos?
¿Qué equipos
se utiliza para
realizar los
bloques?
-Laboratorio
- Bibliografía
Cuadro 2: Operación de Variable Dependiente.
3.4 PLAN DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
Preguntas Básicas Explicación
1.- ¿Para qué?
Para determinar el comportamiento de la estabilización del suelo
arcilloso incorporado cal, sulfato de calcio (yeso) y cloruro de
calcio.
2.- ¿De qué personas
u objetos?
De bloques de arcilla-cal, arcilla-yeso- arcilla-cloruro de calcio
elaboradas con diferentes porcentajes de sus componentes
químicos.
3.- ¿Sobre qué
aspectos?
Influencia de los componentes químicos en la resistencia a
compresión (máxima) de cada bloque.
4.- ¿Quién? Jessica Tatiana Fiallos Condo
5.- ¿Dónde? Laboratorio de Mecánica de Suelos y Ensayos de Materiales de
la Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Técnica de Ambato
6.- ¿Cómo? Mediante ensayos de campo y laboratorio.
A través de investigación bibliográfica y normas.
Cuadro 3: Recolección de Información.
22
3.5 PLAN DE PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS
3.5.1 PLAN DE PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
- Examinar la información recolectada detalladamente haciendo referencia con normas y
bibliografia.
-Tabular los datos de ensayos tanto de campo como de laboratorio.
-Ejecutar tablas y gráficas correspondientes de la información obtenida.
3.5.2. PLAN DE ANÁLISIS
- Interpretar los resultados obtenidos en la investigación realizada, tomando como
referencia la hipótesis planteada.
-Confirmación de la hipótesis planteada.
-Planteamiento de recomendaciones y conclusiones de la investigación.
23
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
4.1 Recolección de datos
Se realizó ensayos con la muestra conseguida de la ciudad del Puyo en la localización de
168161,00m E, 9834096,00m S; para obtener una análisis comparativo de la
estabilización, se procedió a ejecutar bloques de suelo cohesivo más el estabilizador
químico con diferentes porcentajes los cuales fueron ensayados a los 7, 14 y 28 días
respectivamente. Las propiedades índice y técnicas se las adquirió mediante los ensayos
de campo y ensayos de laboratorio bajos las normas ASTM, AASHTO e INEN.
4.1.1 Ensayos de Campo
Se ejecutaron varios ensayos de campo para obtener resultados de las propiedades del
suelo en su estado natural lo cuales son; la extracción de muestras inalteradas así como
el ensayo del cono y arena de Ottawa, penetrómetro dinámico y estático.
Ensayo N° 1. Cono y Arena de Ottawa
El ensayo de Cono y Arena de Ottawa IN SITU permite determinar la densidad del
terreno así como se puede observar la calidad del suelo en su estado natural y el
contenido de humedad que éste presenta.
Se utiliza arena uniforme estandarizada con granos redondos y consiste en realizar una
perforación aproximadamente de 4 pulgadas de diámetro de hoyo, con una profundidad
de 15 cm de la superficie de material compactado. Al realizar la extracción de la muestra
se divide el peso de la misma, por el volumen del hueco cilíndrico para así obtener la
densidad humedad.
24
Gráfico N° 5 Ensayo de Cono y Arena de Ottawa
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Tabla N° 1 Cono y Arena de Ottawa
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
25
Ensayo N° 2. Penetración de Cono Estático
El ensayo de penetración de cono estático, consiste en introducir una varilla cilíndrica
con un cono en la base a una velocidad que es constante, a través de un aparato
transmisor. Se determina la resistencia que ofrece el suelo mediante este ensayo, con la
norma AASHTO-T49-93.
Gráfico N° 6 Penetración de Cono Estático
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
26
Tabla N° 2 Penetración de Cono Estático
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
PENETRACIÓN DE CONO ESTÁTICO
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: AASHTO-T49-93
PUNTOS LECTURA RESITENCIA kg/ccm2
1 256 21,9108
2 116 9,9268
3 197 16,8604
4 177 15,1484
5 219 18,7436
6 181 15,4908
7 275 23,5372
8 168 14,378
9 107 9,1564
10 184 15,7476
11 117 10,0124
12 199 17,0316
Interpretación.- Realizado el ensayo de penetrómetro de cono estático se
procede a realizar la gráfica en la cual se puede observar al esfuerzo versus la
lectura obtenida del terreno la cual determina el valor máximo de resistencia que
se genera en la lectura de 275 del suelo a prueba.
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
27
Ensayo N°3. Penetración de Cono Dinámico
El ensayo de penetración de cono dinámico, consiste en hincar mediante golpes con
pesos y altura de caída variable a la superficie del suelo. A través de este ensayo se mide
la resistencia a la penetración e indirectamente la fuerza con la que entra a la capa de
prueba. Bajo la norma ASTM D 6951-03.
Gráfico N° 7 Penetración de Cono Dinámico
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Tabla N° 3 Penetración de Cono Dinámico
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
PENETRACIÓN DE CONO DINÁMICO Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D 6951-03
PUNTOS PDC CBR
1 1 2
2 1 2
3 1 2
4 1 2
5 1 2
6 1 2
7 1 2
8 1 2
9 1 2
10 1 2
11 1 2
12 1 2
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
28
Ensayo N°4. CBR-Muestras Inalteradas
Se realizó una calicata de la cual se obtuvieron tres muestras inalteradas para ser
ensayadas en el laboratorio y determinar la carga última, que éstas presentan en estado
natural. Bajo la norma ASTM D 1883.
Tabla N° 4 CBR-Muestras Inalteradas
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
CBR-MUESTRAS INALTERADAS
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D1883
PENET. Q Carga Q Carga Q Carga
plg *10-3 Lb Lb lb
0 0 0 0
25 42,6 8,6 77,2
50 74,8 13,2 148,1
75 122,6 18,1 186,2
100 160,4 23,8 229,2
150 232,4 28,6 254,2
200 256,1 33,9 289,3
250 278,6 39,6 310,9
300 294,5 44,8 330,1
400 321,9 53,7 363,7
500 347,7 61,1 388,4
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
29
4.1.2 Ensayos de Laboratorio
Los bloques (muestras) se los realizaron en el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la
Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica de la Universidad Técnica de Ambato.
Ensayo N° 5. Próctor Modificado “D”
Consiste en colocar una muestra de partículas menores a 2 mm en un molde de
dimensiones estandarizadas, a través de un martillo cilíndrico de 10 lb se deja caer a
presión con una altura de 18 pulgadas, con un número de 56 golpes en cada capa en total
5 capas, se toma dos muestras para contenido de humedad.
Gráfico N° 8 Ensayo de Próctor Modificado
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
30
Tabla N° 5 Próctor Modificado “D”
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Viernes, 3 de Junio de 2016
Norma: AASHTO T-180
56 18" 14601 gr
5 10 lb 2184,76 cm3
1 2 3 4 5 6 7 8
23,4 24,8 26 26,7 26,2 26,5 26,6 24,1
144,8 127,6 129,4 116,1 115,7 108,1 114,6 104,9
125,8 111,6 109,6 99,2 96,5 90,6 93,5 86,2
102,4 86,8 83,6 72,5 70,3 64,1 66,9 62,1
19 16 19,8 16,9 19,2 17,5 21,1 18,7
18,55 18,43 23,68 23,31 27,31 27,30 31,54 30,11
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
6000
ESPECIFICACIONES
Peso Inicial Deseado 6000 6000 6000
Número de Golpes Altura de Caída Peso del Molde
Número de Capas Peso del Martillo Volumen del Molde
1. PROCESO DE COMPACTACIÓN
Ensayo Número 1 2 3 4
P. molde+Suelo húmedo (gr) 18169 18243 18520 18317
Humedad inicial añadida en % 4 8 12 16
3919
2. DETERMINACIÓN DE CONTENIDOS DE HUMEDAD
Recipiente numero
Peso del recipiente Wr
Rec+suelo humedo Wr+Wm
3716
Peso unitario humedo γm (gr/cm3) 1,633 1,667 1,794 1,701
23,50
Peso solidos Ws
Peso suelo humedo Wm (gr) 3568 3642
Rec+suelo seco Ws + Wm
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS
QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO ( YESO).
PRÓCTOR MODIFICADO "D"
3. DETERMINACIÓN GRÁFICA DE LA DENSIDAD MÁXIMA Y HUMEDAD ÓPTIMA
30,83
Peso Volumétrico Seco γd (gr/cm3) 1,378 1,350 1,409 1,300
27,31
Peso del agua Ww
Cont. Humedad ω%
Cont. Humedad promedio ω% 18,49
1,300
1,310
1,320
1,330
1,340
1,350
1,360
1,370
1,380
1,390
1,400
1,410
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Pe
so V
olu
mé
tric
o S
eco
γ
d (
gr/c
m3
)
Contenido de Humedad
RELACIÓN CONTENIDO DE HUMEDAD VS DENSIDAD
W% OPTIMO
γmax1,1386 gr/cm3
31
Tabla N° 6 Compactación (CBR)
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
TIPO:
NORMA:
PESO MUESTRA:
MOLDE
N° de Capas
N° de Golpes
Cond. MuestraDespués del
Remojo
Después del
Remojo
Después del
Remojo
P. Hum. + Molde 20007,2 19845 19731
Peso Molde 15848 16340 16174
P. Humedo 4159,2 3505 3557
Volumen Muestra 2279,12 2300,81 2316,56
Densidad Humedad 1,825 1,523 1,535
Densidad Seca 1,441 1,202 1,216
Den. Seca Prom.
Recipiento N° 11 25 1A 14 18 2A 30 33 3A
P. Hum. + Recipiente 140 108,7 142,2 105 100,5 139,7 127,9 102,1 140,1
P. Seco + Recipiente 120 94,2 118,8 90,2 87,6 116,8 110,1 87,9 117,4
Peso Recipiente 31 31 31,1 24,1 31,3 31,1 31,1 25,9 31,1
Peso Agua 20,1 14,5 23,4 14,9 12,9 22,9 17,8 14,2 22,7
Peso de Sólidos 88,5 63,2 87,7 66,1 56,3 85,7 79 62 86,3
Contenido Humedad %22,71 22,94 26,68 22,54 22,91 26,72 22,53 22,90 26,30
Con. Hum. Prom. % 26,68 26,72 26,30
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS
QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO ( YESO).
COMPACTACIÓN (CBR)
ESPECIFICACIONES DEL ENSAYO
PROCTOR MODIFICADO PESO DEL MARTILLO: 10 lb
AASHTO T-180 ALTURA DE CAÍDA: 18"
6000 gr CONT. HUMEDAD ÓPTIMO 22,50
ENSAYO DE COMPACTACIÓN C.B.R.
1 2 3
5 5 5
56 27 11
Antes del
Remojo
Antes del
Remojo
Antes del
Remojo
2316,56
19918 19785 19524
15848 16340 16174
1,447 1,211 1,197
CONTENIDO DE HUMEDAD
22,83 22,73 22,72
1,786 1,497 1,446
1,454 1,220 1,178
4070 3445 3350
2279,12 2300,81
32
Tabla N° 7 C.B.R.
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Puyo
Leída Corregida Leída Corregida Leída Corregida
Min. Seg. mm plg *10-3 lb lb lb
0 0 0 0 0 0,00 0 0
0 30 0,64 25 123 40,97 100 33,33 57 19,00
1 0 1,27 50 268 89,17 210 70,00 103 34,33
1 30 1,91 75 436 145,20 335 111,67 129 43,00
2 0 2,54 100 560 186,57 186,57 430 143,33 143,33 153 51,00 51,00
3 0 3,81 150 750 249,87 585 195,00 174 58,00
4 0 5,08 200 921 306,93 703 234,33 186 62,00
5 0 6,35 250 1053 351,13 821 273,67 203 67,67
6 0 7,62 300 1154 384,67 891 297,00 218 72,67
8 0 10,16 400 1375 458,33 1060 353,33 246 82,00
10 0 12,70 500 1621 540,33 1240 413,33 273 91,00
gr/cm3
1,447 gr/cm3 18,66 % gr/cm3
1,211 gr/cm3 14,33 %
1,197 gr/cm3 5,10 % %
Presiones
lb/pulg2
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE
CALCIO Y SUFATO DE CALCIO (YESO)
Origen:
ENSAYO C.B.R.
Q
Carga
ENSAYO DE CARGA - PENETRACIÓN
Máquina de Compresión Simple (CONTROLS)ÁREA DEL
PISTÓN = 3 plg2NORMA: ASTM D-1883
VELOCIDAD DE CARGA = 1,27 mm/min
(0,05 pulg/min)
Molde Número 1 2 3
CBRTIEMPO PENET. Q Carga
%lb/pulg2% lb/pulg2 %
PresionesCBR
Q
Carga
PresionesCBR
18,66 14,33 5,10
1,317
CBR Corregido 18,66 14,33 5,10
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CBR PUNTUAL 14,70
GRÁFICOS ENSAYO C.B.R.
DENSIDADES RESISTENCIAS DENSIDAD MAX
Ensayado por:
Fecha:
1,386
95% DE DM
Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Jueves, 9 de Junio del 2016
1,150
1,170
1,190
1,210
1,230
1,250
1,270
1,290
1,310
1,330
1,350
1,370
1,390
1,410
1,430
1,450
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
De
nsi
dad
Se
ca g
r/m
3
CBR %
Densidad Seca - CBR
33
Ensayo N°6. Resistencia a Corte
Tabla N° 8 Resistencia a Corte Muestra 1
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Martes, 28 de Junio del 2017
1,14
AASHTO: T-208-70
Diámetro en cm: 13,50 Volumen en cm3
4830,95 ASTM: D-2166
Sección en cm2: 143,14 Peso en gramos 5567,00 w% 191,07
Altura en cm: 33,75 ɣm gr/cm3
1,152 ɣd gr/cm3
0,3959
in mm lb kg
0 0,0000 0 0,00 0,0000 143,14 0,000
25 0,6350 8,6 3,91 0,0188 145,88 0,027
50 1,2700 13,2 6,00 0,0376 148,74 0,040
75 1,9050 18,1 8,23 0,0564 151,70 0,054
100 2,5400 23,8 10,82 0,0753 154,79 0,070
150 3,8100 28,6 13,00 0,1129 161,35 0,081
200 5,0800 33,9 15,41 0,1505 168,50 0,091
250 6,3500 39,6 18,00 0,1881 176,31 0,102
300 7,6200 44,8 20,36 0,2258 184,88 0,110
400 10,1600 53,7 24,41 0,3010 204,79 0,119
500 12,7000 52,7 23,95 0,3763 229,50 0,104
SERIE X SERIE Y Kg/cm2 Ton/m20 0,119 0,12 1,19
400 0,119 Cohesión del suelo "c" 0,06 0,60
Fs= 3 0,04 0,40
CARRERRA DE INGENIERÍA CIVIL
1 ESPECIFICACIONES GENERALES
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
ANÁLISIS COMPARATIVO DE UNA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO)
POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL , CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
RESISTENCIA A CORTE SUELOS COHESIVOS
NORMAS:Constante k (Del anillo dinamométrico): Kp/mm de def
Deformación
unitaria
e
Área corregida
Ac
Dimensiones de la muestra:
2 EJECUCIÓN DEL ENSAYO
3 GRÁFICO DE LA RELACIÓN ESFUERZO DEFORMACIÓN
Esfuerzo Normal
q (Kg/cm2)
P/Ac
Compresión simple qu
Compresión simple qadm
P CargaDef Vert x 10-2
d
4 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS RESISTENTES DEL SUELO
Resistencia del suelo
0,0000,0100,0200,0300,0400,0500,0600,0700,0800,0900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,170
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Es
fue
rzo r
eal e
n K
g/c
m2
Deformación en mm * 10-3
RESISTENCIA A LA COMPRESION SIMPLE DEL SUELO COHESIVO qu
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,00 0,05 0,10 0,15
Es
fue
rzos c
ort
an
tes e
n K
g/c
m2
Esfuerzo Normal en Kg/cm 2
Determinación de la Cohesión en kg/cm2
34
Tabla N° 9 Resistencia a Corte Muestra 2
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Martes, 28 de Junio del 2017
1,14
AASHTO: T-208-70
Diámetro en cm: 15,50 Volumen en cm3
7311,83 ASTM: D-2166
Sección en cm2: 188,69 Peso en gramos 8324,00 w% 191,07
Altura en cm: 38,75 ɣm gr/cm3
1,138 ɣd gr/cm3
0,3911
in mm lb kg
0 0,0000 0 0,00 0,0000 188,69 0,000
25 0,6350 20,54 9,34 0,0164 191,84 0,049
50 1,2700 26,73 12,15 0,0328 195,09 0,062
75 1,9050 31,67 14,40 0,0492 198,45 0,073
100 2,5400 37,87 17,21 0,0655 201,93 0,085
150 3,8100 43,47 19,76 0,0983 209,27 0,094
200 5,0800 48,53 22,06 0,1311 217,16 0,102
250 6,3500 53,73 24,42 0,1639 225,67 0,108
300 7,6200 57,23 26,01 0,1966 234,88 0,111
400 10,1600 60,32 27,42 0,2622 255,75 0,107
500 12,7000 60 27,27 0,3277 280,68 0,097
SERIE X SERIE Y Kg/cm2 Ton/m20 0,11 0,11 1,07
400 0,11 Cohesión del suelo "c" 0,05 0,54
Fs= 3 0,04 0,36
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE UNA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO)
POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL , CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
RESISTENCIA A CORTE SUELOS COHESIVOS
1 ESPECIFICACIONES GENERALES
Constante k (Del anillo dinamométrico): Kp/mm de def NORMAS:
Dimensiones de la muestra:
2 EJECUCIÓN DEL ENSAYO
Def Vert x 10-2
d P CargaDeformación
unitaria
e
Área corregida
Ac
Esfuerzo Normal
q (Kg/cm2)
P/Ac
3 GRÁFICO DE LA RELACIÓN ESFUERZO DEFORMACIÓN
4 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS RESISTENTES DEL SUELO
Resistencia del suelo Compresión simple qu
Compresión simple qadm
0,0000,0100,0200,0300,0400,0500,0600,0700,0800,0900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,160
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
Es
fue
rzo r
eal e
n K
g/c
m2
Deformación en mm * 10-3
RESISTENCIA A LA COMPRESION SIMPLE DEL SUELO COHESIVO qu
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20
Es
fue
rzos c
ort
an
tes e
n K
g/c
m2
Esfuerzo Normal en Kg/cm 2
Determinación de la Cohesión en kg/cm2
35
Ensayo N°7. Límites de Atterberg
Límite Líquido
El ensayo de límite líquido, consiste en determinar el contenido de humedad en
porcentaje existente en la muestra de suelo, entre el estado plástico y el estado líquido.
En el aparato mecánico Copa Casagrande se coloca una muestra, la cual se la divide en
dos mitades y se procede a dar golpes con una velocidad constante hasta que la muestra
fluya y se logre unir, se contabiliza el número de golpes obtenidos. Bajo la norma INEN
691.
Gráfico N° 9 Materiales del ensayo de Límites de Atterberg
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Gráfico N° 10 Ensayo de Límite Líquido
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
36
Tabla N° 10 Límite Líquido
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO
(ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y
SULFATO DE CALCIO (YESO)
LÍMITE LÍQUIDO
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: INEN 691
RECIPIENTE 1 2 3 4 5 6 7 8
Golpes 0 – 15 15 -30 30 – 45 45 – 60
Número de Golpes 10 28 45 58
P. M. Húmeda + Recipiente 19,4 19,4 20,5 19,8 19,1 18,9 17 18,4
P.M. Seca + Recipiente (Gr) 15,7 15,5 16,4 15,8 15,9 15,3 14,3 15,1
Peso Recipiente (gr) WR 11,3 10,9 11,5 11 12,1 10,8 11 11
Peso del Agua (gr) WW 3,7 3,9 4,1 4 3,2 3,6 2,7 3,3
Peso Muestra Seca (gr) WS 4,4 4,6 4,9 4,8 3,8 4,5 3,3 4,1
Contenido de Humedad (
WW / WS) *100
84,09 84,78 83,67 83,33 84,21 80,00 81,82 80,49
Promedio Contenido de
Humedad
84,44 83,50 82,11 81,15
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
37
Ensayo N°8. Límite Plástico
El ensayo de límite plástico, consiste en determinar el contenido de humedad en
porcentaje existente en la muestra de suelo, entre el estado plástico y el estado sólido. Se
realiza una mezcla entre agua y suelo, se amasa hasta obtener un cilindro de 3mm de
diámetro, con presencia de fisuras o del suelo quebradizo que se genera debido a la
perdida de humedad. Bajo la norma INEN 692.
Gráfico N° 11 Rollo de Muestra
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Tabla N° 11 Límite Plástico
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO
(ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y
SULFATO DE CALCIO (YESO).
LÍMITE PLÁSTICO
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: INEN 692
MUESTRA 1 2 3 4 5
Peso Muestra Húmeda + El Recipiente wm+wr 7,4 7,2 7,6 6,8 7,1
Peso Muestra Seca + el Recipiente (Gr)ws+wr 6,8 6,8 7 6,5 6,7
Peso Recipiente (gr) WR 6 6,2 6,1 6,1 6,1
Peso del Agua (gr) WW 0,6 0,4 0,6 0,3 0,4
Peso Muestra Seca (gr) WS 0,8 0,6 0,9 0,4 0,6
Contenido de Humedad ( WW / WS) *100 75,00 66,67 66,67 75,00 66,67
Promedio Límite Plástico 70,00%
Promedio Límite Líquido 82,8%
ÍNDICE PLÁSTICO 12,80%
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
38
Ensayo N° 9 Gravedad Específica
El ensayo de gravedad específica para suelos menores al Tamiz N°4, consiste en colocar
una muestra de suelo en estado seco, en un picnómetro; se procede a llenar con agua
hasta la marca de aforo y a eliminar los residuos removiendo el picnómetro, esto durante
un tiempo establecido; se toman los pesos respectivos para el cálculo.
Para obtener la gravedad específica de los estabilizadores químicos en este caso cal,
yeso y cloruro de calcio; se realizó el mismo procedimiento a excepción del agua, se
utilizó gasolina para la ejecución del ensayo. Bajo la norma ASTM D: 854-58.
Gráfico N° 12 Picnómetro más cal
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Gráfico N° 13 Llenado hasta la marca de aforo
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
39
Tabla N° 12 Gravedad Específica de la Arcilla
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
GRAVEDAD ESPECÍFICA- ARCILLA
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D: 854-58
SUELOS MENORES AL TAMIZ N°4
PARA OBTENER PESOS Y VOLUMENES
Muestra Arcilla
Picnómetro número (Pg) ISO
Pg + agua hasta la marca de aforo Wbw 669,9
Pg + agua + suelo (sumergido) Wbws 699,7
Desplazamiento agua Ws + Wbw – Wbws 17,5
Temperatura del agua y suelo en °C 22,5
Factor de Corrección por temperatura = K 0,9978
PARA OBTENER LOS SÓLIDOS
Recipiente número 1
Recipiente + peso suelo seco 195,7
Peso del recipiente 148,4
Peso del suelo seco Ws 47,3
Gs = (Ws * K) / ( Ws+Wbw-Wbws ) 2,70
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
40
Tabla N° 13 Gravedad Específica de la Cal
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
DENSIDAD REAL DE LA CAL
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D: 854-58
MUESTRA CAL
Masa del frasco(m1) 163,1
Masa frasco + cal (m2) 210,5
Masa frasco + cal + gasolina(m3) 565,8
Masa gasolina añadida (m3 – m2) (M4) 355,3
Masa de frasco + 500cc de gasolina (m5) 533,6
Masa de 500cc de gasolina (m5 – m1) (M6) 370,5
Densidad de la gasolina (m6 / 500cc) 0,741
Masa de gasolina desalojada por el cal (m6 – m4) 15,2
Masa del cal(m2-m1) 47,4
Volumen de gasolina desalojada = volumen de cal añadido (m7 /dg) 20,51
DENSIDAD DEL CAL (mc /Vc) 2,31
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
41
Tabla N° 14 Gravedad Específica del Yeso
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
DENSIDAD REAL DEL YESO
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D: 854-58
PROCESO MASA
Masa del frasco(m1) 153,9
Masa frasco + yeso (m2) 201,5
Masa frasco + yeso + gasolina(m3) 564,85
Masa gasolina 41ñadida (m3 – m2) (M4) 363,35
Masa de frasco + 500cc de gasolina (m5) 532,8
Masa de 500cc de gasolina (m5 – m1) (M6) 378,9
Densidad de la gasolina (m6 / 500cc) 0,7578
Masa de gasolina desalojada por el yeso (m6 – m4) 15,55
Masa del yeso(m2-m1) 47,6
Volumen de gasolina desalojada = volumen de cal añadido (m7 /dg) 20,52
DENSIDAD DEL YESO (mc /Vc) 2,32
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
42
Tabla N° 15 Gravedad Específica del Cloruro de Calcio
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
DENSIDAD REAL DEL CLORURO DE CALCIO
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D: 854-58
MUESTRA CaCl2
Masa del frasco(m1) 174,2
Masa frasco + cloruro de calcio (m2) 224,2
Masa frasco + cloruro de calcio + gasolina(m3) 566,1
Masa gasolina añadida (m3 – m2) (M4) 341,9
Masa de frasco + 500cc de gasolina (m5) 532,8
Masa de 500cc de gasolina (m5 – m1) (M6) 358,6
Densidad de la gasolina (m6 / 500cc) 0,7172
Masa de gasolina desalojada por el cloruro de calcio(m6 – m4) 16,7
Masa del cal(m2-m1) 50
Volumen de gasolina desalojada = volumen de cal añadido (m7 /dg) 23,28
DENSIDAD DEL CLORURO DE CALCIO (mc /Vc) 2,15
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
43
Ensayo N°10. Contenido de Humedad
El ensayo de contenido de humedad, consiste en determinar la cantidad de agua que
posee la muestra a prueba, a través de un horno de secado. Se realizó el ensayo para cada
uno de los porcentajes de estabilización.
Gráfico N° 14 Muestra para contenido de humedad
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Tabla N° 16 Contenido de Humedad
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO
CONTENIDO DE HUMEDAD SUELO NATURAL
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D 2216-10
TIPO DE SUELO NATURAL
Recipiente número 1 2
Peso húmedo + recipiente Wm+rec 88,9 85,3
Peso seco + recipiente Ws+p.r 64,1 62,1
Peso recipiente p.r 26,2 25,2
Peso del agua W 24,8 23,2
Peso de los sólidos Ws 37,9 36,9
Contenido de humedad % 65,44 62,87
Contenido de humedad promedio % 64,15
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
44
Tabla N° 17 Contenido de Humedad de Conjunto de Arcilla-Cal
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO
(ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y
SULFATO DE CALCIO (YESO).
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL CONJUTO (ARCILLA-CAL)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D 2216-10
ARCILLA – CAL 5% 10% 15%
Recipiente número 1 2 3 4 5 6
Peso húmedo + recipiente Wm+rec 85,9 81,1 93,4 94,9 103,1 103,4
Peso seco + recipiente Ws+rec 57,3 54 60,2 61,5 65,8 66,5
Peso recipiente rec 26,3 24,1 25,7 24,8 24,8 26,1
Peso del agua W 28,6 27,1 33,2 33,4 37,3 36,9
Peso de los sólidos Ws 31 29,9 34,5 36,7 41 40,4
Contenido de humedad % 92,26 90,64 96,23 91,01 90,98 91,34
Contenido de humedad promedio % 91,45% 93,62% 91,16%
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
45
Tabla N° 18 Contenido de Humedad del Conjunto de Arcilla-Yeso
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL CONJUTO (ARCILLA-YESO)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM D 2216-10
ARCILLA- YESO 5% 10% 15%
Recipiente número 1 2 3 4 5 6
Peso húmedo + recipiente (Wm+rec) 99,3 100 93,6 102,1 94,2 94,6
Peso seco + recipiente (Ws+rec) 69,7 69,1 64,3 70,3 60,1 61,2
Peso recipiente rec 26,7 23,1 22,8 25,6 23,4 22,7
Peso del agua W 29,6 30,9 29,3 31,8 34,1 33,4
Peso de los sólidos Ws 43 46 41,5 44,7 36,7 38,5
Contenido de humedad % 68,84 67,17 70,60 71,14 92,92 86,75
Contenido de humedad promedio % 68,01% 70,87% 89,83%
Tabla N° 19 Contenido de Humedad del Conjunto Arcilla-Cloruro de Calcio
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CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
CONTENIDO DE HUMEDAD DEL CONJUTO (ARCILLA-CaCl2) Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016 Norma: ASTM D 2216-10 ARCILLA-CLORURO DE CALCIO 5% 10% 15%
Recipiente número 1 2 3 4 5 6
Peso húmedo + recipiente ( Wm+rec) 97,5 91 88,3 88,4 85,6 87,6
Peso seco + recipiente (Ws+rec) 67,1 63,4 58,4 57,9 58,1 59,3
Peso recipiente rec 25,2 26,4 26,2 24,8 23,1 22,9
Peso del agua W 30,4 27,6 29,9 30,5 27,5 28,3
Peso de los sólidos Ws 41,9 37 32,2 33,1 35 36,4
Contenido de humedad % 72,55 74,59 92,86 92,15 78,57 77,75
Contenido de humedad promedio 73,57% 92,50% 78,16%
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
46
Ensayo N° 11. Método de Estabilización química
La estabilización de un suelo cambia las características de las propiedades del mismo,
con el fin de alcanzar una mayor resistencia y estabilidad. El trabajo realizado es el de
estabilizar un suelo cohesivo en este caso arcilla mediante el uso de cal, yeso y cloruro
de calcio.
El ensayo consiste en seleccionar una muestra de suelo arcilloso ésta debe estar
previamente seca, se mezcla la muestra más agua y un porcentaje definido de
estabilizador químico (5% ,10% y 15%), luego se procede a colocar una tabla rotulada
en la máquina Cymba-Ram, en la cual se añade la mezcla realizada para compactarla; se
toman las dimensiones y peso del bloque para los cálculos respectivo; y finalmente se
deja secar los bloques en un sitio seco durante 7, 14, y 21 días para luego ser ensayados.
Gráfico N° 15 Mezcla de los materiales
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Gráfico N° 16 Compactación de la mezcla
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
47
Gráfico N° 17 Compactación de la mezcla
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Gráfico N° 18 Bloques en curado
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Tabla N° 20 Arcilla-Cal 5% (7días)
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 5% (7DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,157
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,604
Contenido de Humedad w% % 91,45
Relación de Vacíos e Natural 3,154
Porosidad n% % 75,924
Grado de Saturación de Agua Gw% % 72,788
Grado de Saturación de Aire Ga% % 27,212
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,840
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,613
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
48
Tabla N° 21 Arcilla-Cal 10% (7días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 10% (7DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,309
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,676
Contenido de Humedad w% % 93,62
Relación de Vacíos e Natural 2,713
Porosidad n% % 73,071
Grado de Saturación de Agua Gw% % 86,600
Grado de Saturación de Aire Ga% % 13,400
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 3,994
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,331
Tabla N° 22 Arcilla-Cal 15% (7días)
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 15% (7DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES INDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,267
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,663
Contenido de Humedad w% % 91,16
Relación de Vacíos e natural 2,787
Porosidad n% % 73,592
Grado de Saturación de Agua Gw% % 82,108
Grado de Saturación de Aire Ga% % 17,892
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 8,266
Carga Admisible qadm Kg/cm2 2,755
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
49
Tabla N° 23 Arcilla-Cal 5% (14días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CAL 5% (14DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,236
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,646
Contenido de Humedad w% % 91,45
Relación de Vacíos e natural 2,887
Porosidad n% % 74,275
Grado de Saturación de Agua Gw% % 79,499
Grado de Saturación de Aire Ga% % 20,501
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 5,420
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,807
Tabla N° 24 Arcilla-Cal 10% (14días)
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 10% (14DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 10% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,174
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,606
Contenido de Humedad w% % 93,62
Relación de Vacíos e Natural 3,140
Porosidad n% % 75,843
Grado de Saturación de Agua Gw% % 74,845
Grado de Saturación de Aire Ga% % 25,155
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,640
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,547
50
Tabla N° 25 Arcilla-Cal 15% (14días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 15% (14DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,254
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,656
Contenido de Humedad w% % 91,16
Relación de Vacíos e Natural 2,825
Porosidad n% % 73,856
Grado de Saturación de Agua Gw% % 80,997
Grado de Saturación de Aire Ga% % 19,003
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 5,262
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,754
Tabla N° 26 Arcilla-Cal 5% (21días)
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 5% (21DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,332
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,696
Contenido de Humedad w% % 91,45
Relación de Vacíos e natural 2,608
Porosidad n% % 72,282
Grado de Saturación de Agua Gw% % 88,023
Grado de Saturación de Aire Ga% % 11,977
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 3,790
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,263
51
Tabla N° 27 Arcilla-Cal 10% (21días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CAL 10% (21DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 10% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,373
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,709
Contenido de Humedad w% % 93,62
Relación de Vacíos e Natural 2,541
Porosidad n% % 71,756
Grado de Saturación de Agua Gw% % 92,494
Grado de Saturación de Aire Ga% % 7,506
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 2,438
Carga Admisible qadm Kg/cm2 0,812
Tabla N° 28 Arcilla-Cal 15% (21días)
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 15% (21DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,391
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,727
Contenido de Humedad w% % 91,16
Relación de Vacíos e natural 2,451
Porosidad n% % 71,019
Grado de Saturación de Agua Gw% % 93,372
Grado de Saturación de Aire Ga% % 6,628
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 8,353
Carga Admisible qadm Kg/cm2 2,784
52
Tabla N° 29 Arcilla-Yeso 5% (7días)
Tabla N° 30 Arcilla-Yeso 10% (7días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – YESO 10% (7DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 10% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,208
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,707
Contenido de Humedad w% % 70,87
Relación de Vacíos e natural 2,551
Porosidad n% % 71,839
Grado de Saturación de Agua Gw% % 69,730
Grado de Saturación de Aire Ga% % 30,270
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,079
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,359
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA –YESO 5% (7DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,270
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,756
Contenido de Humedad w% % 68,01
Relación de Vacíos e natural 2,319
Porosidad n% % 69,874
Grado de Saturación de Agua Gw% % 73,599
Grado de Saturación de Aire Ga% % 26,401
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 6,158
Carga Admisible qadm Kg/cm2 2,052
53
Tabla N° 31 Arcilla-Yeso 15%(7días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – YESO 15% (5DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,432
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,755
Contenido de Humedad w% % 89,83
Relación de Vacíos e Natural 2,326
Porosidad n% % 69,936
Grado de Saturación de Agua Gw% % 96,927
Grado de Saturación de Aire Ga% % 3,073
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 7,287
Carga Admisible qadm Kg/cm2 2,429
Tabla N° 32 Arcilla-Yeso 5%(14 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – YESO 5% (14DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,258
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,749
Contenido de Humedad w% % 68,01
Relación de Vacíos e natural 2,352
Porosidad n% % 70,168
Grado de Saturación de Agua Gw% % 72,576
Grado de Saturación de Aire Ga% % 27,424
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,814
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,605
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
54
Tabla N° 33 Arcilla-Yeso 10%(14 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – YESO 10% (14DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 10% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,136
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,665
Contenido de Humedad w% % 70,87
Relación de Vacíos e Natural 2,774
Porosidad n% % 73,503
Grado de Saturación de Agua Gw% % 64,124
Grado de Saturación de Aire Ga% % 35,876
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 3,897
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,299
Tabla N° 34 Arcilla-Yeso 15%(14 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – YESO 15% (14DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016 Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,244
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,655
Contenido de Humedad w% % 89,83
Relación de Vacíos e natural 2,831
Porosidad n% % 73,894
Grado de Saturación de Agua Gw% % 79,658
Grado de Saturación de Aire Ga% % 20,342
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 8,605
Carga Admisible qadm Kg/cm2 2,868
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
55
Tabla N° 35 Arcilla-Yeso 5%(21 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – YESO 5% (21DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,280
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,762
Contenido de Humedad w% % 68,01
Relación de Vacíos e Natural 2,294
Porosidad n% % 69,642
Grado de Saturación de Agua Gw% % 74,412
Grado de Saturación de Aire Ga% % 25,588
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,213
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,404
Tabla N° 36 Arcilla-Yeso 10%(21 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – YESO 10% (21DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 10% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,298
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,760
Contenido de Humedad w% % 70,87
Relación de Vacíos e Natural 2,305
Porosidad n% % 69,740
Grado de Saturación de Agua Gw% % 77,183
Grado de Saturación de Aire Ga% % 22,817
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 7,700
Carga Admisible qadm Kg/cm2 2,567
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
56
Tabla N° 37 Arcilla-Yeso 15%(21 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CAL 15% (21DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,364
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,718
Contenido de Humedad w% % 89,93
Relación de Vacíos e Natural 2,496
Porosidad n% % 71,396
Grado de Saturación de Agua Gw% % 90,435
Grado de Saturación de Aire Ga% % 9,565
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 10,465
Carga Admisible qadm Kg/cm2 3,488
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
57
Tabla N° 38 Arcilla-Cloruro de Calcio 5%(7 días)
Tabla N° 39 Arcilla-Cloruro de Calcio 10%(7 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CAL 10% (14DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,432
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,744
Contenido de Humedad w% % 92,5
Relación de Vacíos e Natural 2,268
Porosidad n% % 69,396
Grado de Saturación de Agua Gw% % 99,125
Grado de Saturación de Aire Ga% % 0,875
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 3,195
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,065
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CaCl2 5% (7DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,421
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,819
Contenido de Humedad w% % 73,57
Relación de Vacíos e natural 1,969
Porosidad n% % 66,313
Grado de Saturación de Agua Gw% % 90,816
Grado de Saturación de Aire Ga% % 9,184
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,509
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,503
58
Tabla N° 40 Arcilla-Cloruro de Calcio 15%(7 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CaCl2 15% (7DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,470
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,825
Contenido de Humedad w% % 78,16
Relación de Vacíos e Natural 1,945
Porosidad n% % 66,045
Grado de Saturación de Agua Gw% % 97,644
Grado de Saturación de Aire Ga% % 2,356
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 2,658
Carga Admisible qadm Kg/cm2 0,886
Tabla N° 41 Arcilla-Cloruro de Calcio 5%(14días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CaCl2 5% (14DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016 Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,390
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,801
Contenido de Humedad w% % 73,57
Relación de Vacíos e Natural 2,035
Porosidad n% % 67,055
Grado de Saturación de Agua Gw% % 87,834
Grado de Saturación de Aire Ga% % 12,166
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 5,952
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,984
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
59
Tabla N° 42 Arcilla-Cloruro de Calcio 10%(14días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CaCl2 10% (14DÍAS)
Origen: Puyo Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 10% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,416
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,735
Contenido de Humedad w% % 92,5
Relación de Vacíos e natural 2,305
Porosidad n% % 69,739
Grado de Saturación de Agua Gw% % 97,534
Grado de Saturación de Aire Ga% % 2,466
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,260
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,420
Tabla N° 43 Arcilla-Cloruro de Calcio 10%(14días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CaCl2 15% (14DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016 Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,482
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,832
Contenido de Humedad w% % 78,16
Relación de Vacíos e natural 1,921
Porosidad n% % 65,763
Grado de Saturación de Agua Gw% % 98,879
Grado de Saturación de Aire Ga% % 1,121
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 4,134
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,378
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
60
Tabla N° 44 Arcilla-Cloruro de Calcio 5%(21 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL, CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CAL 5% (21DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 5% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,377
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,793
Contenido de Humedad w% % 73,57
Relación de Vacíos e Natural 2,063
Porosidad n% % 67,356
Grado de Saturación de Agua Gw% % 86,643
Grado de Saturación de Aire Ga% % 13,357
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 3,725
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,242
Tabla N° 45 Arcilla-Cloruro de Calcio 10%(21 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO)
ARCILLA – CaCl2 10% (21DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016 Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 10% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,367
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,710
Contenido de Humedad w% % 92,5
Relación de Vacíos e natural 2,422
Porosidad n% % 70,781
Grado de Saturación de Agua Gw% % 92,790
Grado de Saturación de Aire Ga% % 7,210
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 6,130
Carga Admisible qadm Kg/cm2 2,043
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
61
Tabla N° 46 Arcilla-Cloruro de Calcio 15%(21 días)
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA ESTABILIZACIÓN DE UN SUELO
COHESIVO (ARCILLOSO) POR TRES MÉTODOS QUÍMICOS CAL,
CLORURO DE CALCIO Y SULFATO DE CALCIO (YESO).
ARCILLA – CaCl2 15% (21DÍAS)
Origen: Puyo
Ensayado por: Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Fecha: Lunes,6 de Junio del 2016
Norma: ASTM: D 2167
PROPIEDADES ÍNDICE 15% UNIDADES RESULTADOS
Densidad de la Masa ɣm gr/cm3 1,399
Densidad Seca ɣd gr/cm3 0,785
Contenido de Humedad w% % 78,16
Relación de Vacíos e natural 2,095
Porosidad n% % 67,685
Grado de Saturación de Agua Gw% % 90,678
Grado de Saturación de Aire Ga% % 9,322
Carga Máxima qmáx Kg/cm2 5,500
Carga Admisible qadm Kg/cm2 1,833
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
62
4.1.3 Representación de propiedades índice
4.1.3.1 Estabilización Arcilla- Cal
Gráfico N° 19 Contenido de Humedad vs % Cal
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- En el Gráfico N° 19, se observa el comportamiento que presenta el
contenido de humedad frente a cada porcentaje de cal, donde se determina que en los
porcentajes 5% y 15 % tienden a bajar mientras que se considera el 10 % de cal con el
contenido más alto de humedad.
91,00
91,50
92,00
92,50
93,00
93,50
94,00
0 5 10 15 20
Co
nte
nid
o d
e H
um
ed
ad w
%
% CAL
Contenido de Humedad vs % Cal
63
Gráfico N° 20 Densidad de la Masa vs % Cal
Gráfico N° 21 Densidad Seca vs % Cal
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
1,11,121,141,161,18
1,21,221,241,261,28
1,31,321,341,361,38
1,4
0 5 10 15 20
𝛄m
% CAL
Densidad de la Masa vs % Cal
7 DÍAS
14 DIAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DIAS)
Lineal (21 DÍAS)
0,6
0,62
0,64
0,66
0,68
0,7
0,72
0,74
0 5 10 15 20
𝛄d
% CAL
Densidad Seca vs % Cal
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
64
Gráfico N° 22 Relación de Vacíos vs % Cal
Gráfico N° 23 Porosidad vs % Cal
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
0 5 10 15 20
e
% CAL
Relación de Vacíos vs %Cal
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
70
71
72
73
74
75
76
77
0 5 10 15 20
n %
% CAL
Porosidad vs % Cal
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
65
Gráfico N° 24 Grado de Saturación de Agua vs % Cal
Gráfico N° 25 Grado de Saturación de Aire vs % Cal
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
70
75
80
85
90
95
100
0 5 10 15 20
Gw
%
% Cal
Grado de Saturación de Agua vs % Cal
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20
Ga%
% CAL
Grado de Saturación de Aire vs % Cal
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
66
4.1.3.2 Estabilización Arcilla- Yeso
Gráfico N° 26 Contenido de Humedad vs % Yeso
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- Se establece mediante la Gráfica N °26 que el valor de contenido de
humedad con respecto al porcentaje de yeso, presenta una curva ascendente en cuando al
aumento por ende se toma un promedio para el análisis respectivo.
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0 5 10 15 20Co
nte
nid
o d
e H
um
ed
ad
w%
% YESO
Contenido de Humedad vs % Yeso
67
Gráfico N° 27 Densidad de la Masa vs % Yeso
Gráfico N° 28 Densidad Seca vs % Yeso
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
1,11,121,141,161,18
1,21,221,241,261,28
1,31,321,341,361,38
1,41,421,44
0 5 10 15 20
𝛄m
% YESO
Densidad de la Masa vs % Yeso
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
0,64
0,66
0,68
0,7
0,72
0,74
0,76
0,78
0 5 10 15 20
𝛄d
% YESO
Densidad Seca vs % Yeso
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
68
Gráfico N° 29 Relación de Vacíos vs % Yeso
Gráfico N° 30 Porosidad vs % Yeso
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
22,12,22,32,42,52,62,72,82,9
3
0 5 10 15 20
e
% YESO
Relación de Vacíos vs %Yeso
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
69
70
71
72
73
74
75
0 5 10 15 20
n%
% YESO
Porosidad vs % Yeso
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
69
Gráfico N° 31 Grado de Saturación de Agua vs % Yeso
Gráfico N° 32 Grado de Saturación de Aire vs % Yeso
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0 5 10 15 20
Gw
%
% YESO
Grado de Saturación de Agua vs % Yeso
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20
Ga%
% YESO
Grado de Saturación de Aire vs % Yeso
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
70
4.1.3.3 Estabilización Arcilla – Cloruro de Calcio
Gráfico N° 33 Contenido de Humedad vs % Cloruro de Calcio
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- Mediante la gráfica N° 33 se determina que el valor de contenido de
humedad para el porcentaje de cloruro de calcio, en el l0% se considera como el
óptimo.
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
0 5 10 15 20
Co
nte
nid
o d
e H
um
ed
ad w
%
% CLORURO DE CALCIO
Contenido de Humedad vs % Cloruro de calcio
71
Gráfico N° 34 Densidad de la Masa vs % CaCl2
Gráfico N° 35 Densidad Seca vs % CaCl2
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
1,36
1,38
1,4
1,42
1,44
1,46
1,48
1,5
0 5 10 15 20
𝛄m
% Cloruro de Calcio
Densidad de la Masa vs % CaCl2
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
0,7
0,72
0,74
0,76
0,78
0,8
0,82
0,84
0 5 10 15 20
𝛄d
% Cloruro de Calcio
Densidad Seca vs % CaCl2
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
72
Gráfico N° 36 Relación de Vacíos vs % CaCl2
Gráfico N° 37 Porosidad vs % CaCl2
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
1,8
1,9
2
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
0 5 10 15 20
e
% Cloruro de Calcio
Relación de Vacíos vs %CaCl2
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
65
66
67
68
69
70
71
72
0 5 10 15 20
n%
% Cloruro de Calcio
Porosidad vs % CaCl2
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
73
Gráfico N° 38 Grado de Saturación de Agua vs % CaCl2
Gráfico N° 39 Grado de Saturación de Aire vs % CaCl2
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
85
90
95
100
105
0 5 10 15 20
Gw
%
% Cloruro de Calcio
Grado de Saturación de Agua vs % CaCl2
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20
Ga%
% Cloruro de Calcio
Grado de Saturación de Aire vs % CaCl2
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
Lineal (7 DÍAS)
Lineal (14 DÍAS)
Lineal (21 DÍAS)
74
4.1.3.4 Carga Máxima y Admisible
Los resultados obtenidos en el ensayo de compresión de los bloques se representa a
través de los siguientes gráficos donde se observa la carga máxima versus los
porcentajes de cada estabilizador químico correspondientes a los días de curado.
Gráfico N° 40 Carga Máxima vs % Cal
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- Se identifica la variación de la carga con respecto al porcentaje, donde
el valor de la carga máxima es de 8,353kg/cm2, con el quince por ciento de cal a los 21
días de curado.
75
Gráfico N° 41 Carga Máxima vs % Yeso
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- Se identifica que la estabilización arcilla-yeso establece una mayor
capacidad de carga siendo la máxima de 10,465kg/cm2 con el 15 % a los 21 días de
curado.
22,5
33,5
44,5
55,5
66,5
77,5
88,5
99,510
10,511
5 10 15
q m
áx
% YESO
Carga Máxima vs % Yeso
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
76
Gráfico N° 42 Carga Máxima vs % Cloruro de Calcio
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- Se analiza que la estabilización arcilla-cloruro de calcio genera una
carga máxima con valores aceptables siendo el valor máximo de 6,130 kg/cm2 con el
10% a los 21 días de curado.
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
5 10 15
q m
áx
% Cloruro de Calcio
Carga Máxima vs % Cloruro de Calcio
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
77
Gráfico N° 43 Carga Admisible vs % Cal
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- Se identifica el valor máximo de carga admisible de 2,784 kg/cm2 el
cual se obtiene a los 21 días de curado con el 15 por ciento.
0,5
0,8
1,1
1,4
1,7
2
2,3
2,6
2,9
5 10 15
qad
m
% CAL
Carga Admisible vs % Cal
Series1
Series2
Series3
78
Gráfico N° 44 Carga Admisible vs % Yeso
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- El valor máximo de carga admisible es de 3,488 kg/cm2 que se genera
con el 15 por ciento a los 21 días de curado.
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
3,2
3,4
3,6
5 10 15
qad
m
% YESO
Carga Admisible vs % Yeso
7 DÍAS
14 DIAS
21 DÍAS
79
Gráfico N° 45 Carga Admisible vs % Cloruro de Calcio
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Interpretación.- El valor máximo de carga admisible es de 2,043 kg/cm2 que se genera
con el 10 por ciento a los 21 días de curado.
0,50,60,70,80,9
11,11,21,31,41,51,61,71,81,9
22,1
5 10 15
qad
m
% CLORURO DE CALCIO
Carga Admisible vs % Cloruro de Calcio
7 DÍAS
14 DÍAS
21 DÍAS
80
4.2. Análisis de Resultados
Una vez obtenido los valores de resistencia de los bloques (muestras), arcilla – cal,
arcilla – yeso y arcilla – cloruro de calcio; se verifica la hipótesis del presente proyecto
mediante el método de Karl Pearson.
4.2.1. Análisis de las variables.
Análisis de la carga admisible de los bloques arcilla – cal.
Los resultados de la carga admisible son expresados en kilogramo sobre centímetros
cuadrados, los cuales representan la resistencia del bloque de arcilla - cal.
Tabla N° 47 Primera variable para la correlación (arcilla – cal).
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Análisis de la carga admisible de los bloques arcilla – yeso.
Los resultados de la carga admisible son expresados en kilogramo sobre centímetros
cuadrados, los cuales representan la resistencia del bloque de arcilla – yeso.
Tabla N° 48 Segunda variable para la correlación (arcilla – yeso).
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
% CAL qadm
5 1,807
10 1,547
15 2,784
% YESO qadm
5 2,052
10 2,567
15 3,488
81
Análisis de la carga admisible de los bloques arcilla – cloruro de calcio.
Los resultados de la carga admisible son expresados en kilogramo sobre centímetros
cuadrados, los cuales representan la resistencia del bloque de arcilla – cloruro de calcio.
Tabla N° 49 Tercera variable para la correlación (arcilla – cloruro de calcio).
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
4.2.2. Coeficiente de correlación método Karl Pearson.
Determinación del factor de correlación (r).
Tabla N° 50 Coeficiente de correlación de la primera y segunda variable.
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Coeficiente de Correlación
√
√
% CLORURO DE CALCIO qadm
5 1,984
10 2,042
15 1,833
N X Y x y xy
1 1,807 2,052 -0,239 -0,650 0,155 0,057 0,423
2 1,547 2,567 -0,499 -0,135 0,068 0,249 0,018
3 2,784 3,488 0,738 0,786 0,580 0,545 0,617
2,046 2,7023 0,803 0,284 0,353
82
Tabla N° 51 Coeficiente de correlación de la primera y tercera variable.
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
Coeficiente de Correlación
√
√
4.2.3. Interpretación del coeficiente de correlación método Karl Pearson.
Tabla N° 52 Interpretación de coeficiente de correlación (variable 1 y 2).
Fuente.- M. Suarez, Correlación y Regresión Empleando Excel y Graph (2014).
N X Y x y xy
1 1,807 1,984 -0,239 0,031 -0,007 0,057 0,001
2 1,547 2,042 -0,499 0,089 -0,044 0,249 0,008
3 2,784 1,833 0,738 -0,120 -0,089 0,545 0,014
-0,140 0,284 0,0082,046 1,953
Valor Significado
-1 Correlación negativa grande y perfecta
-0,9 a 0,99 Correlación negativa muy alta
-0,7 a 0,89 Correlación negativa alta
-0,4 a 0,69 Correlación negativa moderada
-0,3 a 0,39 Correlación negativa baja
-0,01 a 0,19 Correlación negativa muy baja
0 Correlación nula
0,1 a 0,19 Correlación positiva muy baja
0,2 a 0,19 Correlación positiva baja
0,4 a 0,69 Correlación positiva moderada
0,7 a 0,89 Correlación positiva alta
0,9 a 0,99 Correlación positiva muy alta
1 Correlación positiva grande y perfecta
83
Interpretación.- Mediante el método de Karl Pearson se determinó el coeficiente de
correlación, el valor r= 0,85 para la primera y segunda variable; con respecto a la Tabla N°52 se
encuentra dentro del rango (0,7 a 0,9) por lo que es una correlación positiva alta.
Tabla N° 53 Interpretación de coeficiente de correlación (variable 1 y 3).
Fuente.- M. Suarez, Correlación y Regresión Empleando Excel y Graph (2014).
Interpretación.- Mediante el método de Karl Pearson se determinó el coeficiente de
correlación, el valor r = -1,0 para el análisis de la primera y tercera variable; con
respecto a la Tabla N° 53 se considera como una correlación negativa grande y perfecta.
4.3. Verificación de Hipótesis
Una vez determinado el coeficiente de correlación de las variables: arcilla – cal, arcilla –
yeso y arcilla – cloruro de calcio, con el método de Karl Pearson se propone las
siguientes hipótesis.
Ho: La estabilización del suelo arcilloso con cal, yeso y cloruro de calcio no mejorará
su comportamiento y resistencia.
Valor Significado
-1 Correlación negativa grande y perfecta
-0,9 a 0,99 Correlación negativa muy alta
-0,7 a 0,89 Correlación negativa alta
-0,4 a 0,69 Correlación negativa moderada
-0,3 a 0,39 Correlación negativa baja
-0,01 a 0,19 Correlación negativa muy baja
0 Correlación nula
0,1 a 0,19 Correlación positiva muy baja
0,2 a 0,19 Correlación positiva baja
0,4 a 0,69 Correlación positiva moderada
0,7 a 0,89 Correlación positiva alta
0,9 a 0,99 Correlación positiva muy alta
1 Correlación positiva grande y perfecta
84
Hi: La estabilización del suelo arcilloso con cal, yeso y cloruro de calcio si mejorará su
comportamiento y resistencia.
Se utilizan las tablas N° 51 y 52, para plantear los resultados de la hipótesis.
Hipótesis Nula
Si el coeficiente de correlación es positivo. Ho: r ≤ 0,39
Si el coeficiente de correlación es negativo. Ho: r ≥ -0,39
Hipótesis Alternativa
Si el coeficiente de correlación es positivo. Hi: r ≥ 0,39
Si el coeficiente de correlación es negativo. Hi: r ≤ -0,39
Coeficiente de correlación positivo para las variables 1 y 2.
Para la hipótesis nula
Ho: r ≤ 0,39
Ho: 0,85 ≥ 0,39
Se establece que el Coeficiente de Correlación no es menor al señalado, de tal manera se
rechaza la hipótesis nula.
Para la hipótesis alternativa
Hi: r ≥ 0,39
Hi: 0,85 ≥ 0,39
Se establece que el Coeficiente de Correlación es mayor al señalado, de tal manera se
confirma la hipótesis alternativa (Hi). Mediante la estabilización del suelo arcilloso con
cal, yeso y cloruro de calcio si mejorará su comportamiento y resistencia.
85
Coeficiente de correlación negativo para las variables 2 y 3.
Hipótesis Nula
Si el coeficiente de correlación es positivo. Ho: r ≤ 1,0
Si el coeficiente de correlación es negativo. Ho: r ≥ -1,0
Hipótesis Alternativa
Si el coeficiente de correlación es positivo. Hi: r ≥ 1,0
Si el coeficiente de correlación es negativo. Hi: r ≤ -1,0
Para la hipótesis nula
Ho: r ≥ -0,39
Ho: -1,0 ≤ -0,39
Se establece que el Coeficiente de Correlación no es menor al señalado, de tal manera se
rechaza la hipótesis nula.
Para la hipótesis alternativa
Hi: r ≤ -0,39
Hi: -1,0 ≤ -0,39
Se establece que el Coeficiente de Correlación es menor que el señalado, de tal manera
que se confirma la hipótesis alternativa (Hi). Mediante la estabilización del suelo
arcilloso con cal, yeso y cloruro de calcio si mejorará su comportamiento y resistencia.
A través del análisis de los resultados de los ensayos realizados se comprueba la
veracidad de la hipótesis planteada.
86
CAPÍTULO V
-
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
Los ensayos ejecutados en el presente trabajo experimental, fueron realizados
bajo las normas ASTM, AASHTO e INEN, siguiendo los procedimientos de
dichas normas, logrando así obtener los valores de las propiedades índice y
técnicas.
Se ejecutó el ensayo in situ de cono y arena de Ottawa con la norma AASHTO
T-205, ASTM D- 2167, donde se obtuvo la densidad de campo de la muestra
siendo de 1,13 gr/cm3 con un contenido de humedad del 191,07 %.
Se identificó la resistencia in situ del suelo cohesivo, bajo la norma AASHTO-
T49-93 con el ensayo de penetración de cono estático con un valor máximo de
23,53 kg/cm2 en el punto 7.
Se realizó el ensayo de penetración de cono dinámico, mediante la norma ASTM
D 6951-03., en el cual se analizaron doce puntos de los cuales el valor de CBR
fue 2.
Se analizó la carga última del suelo cohesivo con la extracción de muestras
inalteradas de una calicata in situ, al ser ensayadas se obtiene el valor mayor de
carga de 388,4 lb correspondiente a la muestra TF3 con una penetración de
500plg* .
87
Se determinó bajo el ensayo de Próctor Modificado método “D” con la norma
AASHTO T-180, el valor del peso volumétrico seco de 1,386 gr/cm3 y un
contenido óptimo de 22,5 %.
Se identificó el CBR de laboratorio con la norma ASTM D-1883, para obtener la
capacidad del suelo de soportar cargas, se establece que el valor de 14,70 de
CBR.
Se examinó el valor de los límites de Atterberg con el procedimiento de las
normas INEN- 691 e INEN-692, obteniendo un LL (limite líquido) >50% por
consiguiente se le considera como el suelo como CH(Arcilla de alta plasticidad).
Se reconoció el valor de índice plástico, obtenido de los ensayos de límites de
Atterberg, de 12,8% lo que significa que no se podrá considerar al suelo a
prueba como una subrasante; ya que el IP no se encuentra dentro de los valores
estipulados bajo las especificaciones del MTOP.
Se conoció las propiedades índice del suelo natural así como del suelo
estabilizado con los componentes químicos, y se obtuvo resultados aceptables
que están dentro del margen de las normas, los cuales se detallan en tablas.
Se concluye que al realizar el análisis comparativo de arcilla – cal con arcilla
yeso y arcilla cloruro de calcio, las propiedades y su comportamiento mejora
dependiendo de los porcentaje utilizados y los días de curado.
Se utilizó el factor de seguridad el valor 3 debido a que el suelo analizado es una
arcilla.
88
Se concluye que para la estabilización de arcilla-cal con el 5% y 10% a los 14
días de curado se obtiene una mejor carga admisible así como con el 15% a los
21 días.
Se determinó que para la estabilización de arcilla-yeso con el 5% a los 7 días de
curado se obtiene una mejor carga admisible así como con el 10% y 15% a los
21 días.
Se conoció que para la estabilización de arcilla-cloruro de calcio con el 5% a los
14 días de curado se obtiene una mejor carga admisible así como con el 10% y
15% a los 21 días.
Se concluye que la mezcla arcilla-yeso y arcilla-cloruro de calcio, no se puede
considerar para la estabilización de una subrasante debido a que no cumplen con
las especificaciones generales para la construcción de caminos y puentes del
Ministerio de Obras Públicas de la república del Ecuador en la sección 402 de
mejoramiento de la subrasante.
89
5.2. RECOMENDACIONES
Para la recolección de muestras inalteradas in situ es necesario que al ser
transportadas se las coloque con el mismo suelo del lugar de extracción para
mantener la humedad natural.
La muestra de arcilla debe encontrarse completamente en estado seco para la
ejecución de los ensayos de laboratorio.
Es indispensable el uso de las normas correspondientes para realizar los ensayos
y cálculos necesarios para la obtención de valores reales.
En la elaboración de los bloques es necesario colocar el agua correspondiente
hasta lograr obtener una mezcla que no se disgregue.
En necesario la investigación de los estabilizadores químicos antes de usarlos ya
que el uso del compuesto cloruro de calcio es factible en otros países para la
construcción de vías más no en el nuestro.
Al realizar la mezcla entre arcilla y cloruro de calcio se debe tomar en cuenta que
el componente químico tiene la característica de poseer agua, por consiguiente es
necesario reducir el agua en la mezcla.
La estabilización de arcilla-yeso y arcilla-cloruro de calcio se puede utilizar en
otras obras ya que alcanzaron una buena carga admisible, se recomienda la
norma NEC_SE_CM (Geotecnia y Cimentaciones) o su vez como el uso para
mampostería.
90
C.- MATERIALES DE REFERENCIA
1 BIBLIOGRAFÍA
[1] E.X. Murillo, «Estudio del comportamiento de las bases de pavimento rigidos en
la ciudad de Cuenca,» Universidad de Cuenca, Cuenca,2010.
[2] LIME, «Manual de Estabilización de suelo tratado con cal»Noviembre,2006
[3] M. M. DE VICENTE, «CITOP,» 11 FEBRERO 2007. [En línea]. Available:
http://www.citop.es/publicaciones/documentos/Cimbra373_06.pdf. [Último
acceso: 3 MAYO 2016].
[4] F. Rojas y A.Calamargo «Estabilización Fisico-Química de suelos Finos para
Subrasantes de vias rurales,»Universidad Industrial de
Santander,Bucaramanga,2014.
[5] R.Stulz y K. Mukerji, «SKAT,» 1993.) [En línea]. Available:
http://ces.iisc.ernet.in/energy/HC270799/HDL/spanish/sk01ms/sk01ms00.htm#C
ontents [Último acceso: 1 MAYO 2016].
[6] C. GARCIA ROMERO, 17 MAYO 2013. [En línea]. Available:
http://www.utecv.esiaz.ipn.mx/comunidad/geotecnia/guias/PROPIEDADES_IND
ICES_DE_LOS_SUELOS.pdf.
[7] “PROPIEDADES ÍNDICE.” Internet:
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_ms1/04
_propiedades.pdf [Nov.03,03]
[8] R. Sánchez Malagón, Estudio de Mecánica de suelos en la Planta Procesadora de
Nopal Los Remedios San Bernardino Tlaxcalancingo, Municipio San Andrés
Cholula, Puebla, Puebla, 2012.
91
[9] H. Urgiles, «Scribd,» 03 Marzo 2011. [En línea]. Available:
https://es.scribd.com/doc/49897245/Relaciones-Volumetricas-y-Gravimetricas-
Suelos.
[10] A. Polanco Rodríguez, 26 01 2012. [En línea]. Available:
http://fing.uach.mx/licenciaturas/IC/2012/01/26/MANUAL_LAB.%20DE%20M
ECANICA%20DE%20SUELOS%20II.pdf.
[11] C. Villalaz, Mecánica de Suelos y Cimentaciones, Monterrey: LIMUSA, 2004.
[12] J. Gonzáles, Geotecnia, España, 2011
[13] F. Mantilla, Apuntes Mecánica de Suelos 2, Sexto Semestre, Facultad de
Ingeniería Civil y Mecánica, Universidad Técnica de Ambato, Ambato.
[14] V. Echeverria, «Muestras Alteradas e Inalteradas,» 02 Dic 2013. [En línea].
Available: https://es.scribd.com/doc/188645663/Muestras-Alteradas-e-
Inalteradas.
92
2. ANEXOS
2.1. LOCALIZACIÓN DE LA MUESTRA
Fuente.- Google Eart
93
2.2. TABLAS DE IDENTIFICACIÓN DE LOS SUELOS MEDIANTE LA SUCS
Fuente.- SUCS, Sistema Unificado de Clasificación de los Suelos, Modificado.
94
2.2 CÁLCULO DE LAS PROPIEDADES ÍNDICE
Fuente.- Jéssica Tatiana Fiallos Condo
1.- Densidad de la Masa
2.- Densidad Seca
3.- Peso de los sólidos
95
gr/
4.- Volumen de los sólidos
5.- Peso del Agua
96
6.- Volumen de aire
7.- Relación de Vacíos
8.- Porosidad
9.- Grado de Saturación del Agua
10.- Grado de Saturación del Aire
97
11.- Carga Máxima
12.- Carga Admisible
98
2.3. ANEXO FOTOGRÁFICO
ENSAYOS DE CAMPO
1.- Excavación de la calicata. 2.- Calicata para obtención de muestras.
3.- Extracción de muestras inalteradas. 4.-Muestra inalterada para ensayo.
99
5.-Ensayo de Cono y Arena de Ottawa 6.- Limpieza del lugar de ensayo
7.- Colocación de la placa con clavos 8.- Extracción del suelo natural.
9.- Distribución del plástico en la perforación 10.- Abertura de la llave del Cono de O.
100
11.-Ensayo de penetrómetro dinámico 12.- Marcación de 12 puntos.
13.- Penetración en cada punto. 14.- Ensayo de Penetración Estático
15.- Calibración del instrumento, 10.- Presión para la lectura del penetrómetro.
101
ENSAYOS DE LABORATORIO
11.-Materiales para el ensayo de Límite
Líquido.
12.- Mezcla de arcilla más agua.
13.- Colocación de la mezcla en la copa
Casagrande.
14.- División de la mezcla en partes
iguales, para el conteo de N° golpes.
15.-Toma de muestras, para secado. 16.- Peso de las muestras.
102
17.- Material para el ensayo de Límite
plástico.
18.- Mezcla de arcilla más agua.
19.- Elaboración de los rollitos. 20.- Rollitos de 3 mm.
21.-Toma de muestras, para secado. 22.- Peso de las muestras.
103
23.- Muestra para Gravedad Específica
de la arcilla.
24.- Muestra de Cloruro de calcio.
25.- Muestra de Yeso. 26.- Muestra de Cal.
27.-Peso del picnómetro. 28.- Colocación de la cal en el picnómetro.
104
29.- Colocación de Agua en el
picnómetro.
30.- Colocación de Gasolina para los
componentes químicos.
31.- Llenado hasta la marca de aforo. 32.- Picnómetro sin organismos vegetales.
33.-Temperatura de la mezcla. 34.- Peso del picnómetro más la mezcla.
105
35.- Rotulado de las tablas para los
bloques.
36.- Mezcla de Arcilla más cal
37.- Mezcla de Arcilla más yeso 38.-Pulverizacion del cloruro de calcio.
39.- Mezcla de Arcilla-cloruro de calcio. 40.- Mezcal en la máquina Cymba-Ram
106
41.- Extracción del bloque de la máquina
Cymba-Ram.
42.- Peso del bloque previamente
estabilizado.
43.- Bloques estabilizados para curado. 44.- Toma de dimensiones de los bloques.
45.- Ensayos de los bloques a los 21 días. 46.- Bloque comprimido.